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Patent Searching and Data


Title:
EVAPORATOR ASSEMBLY FOR MOBILE HEATING DEVICES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/219510
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an evaporator assembly for mobile heating devices, in particular for a motor vehicle, comprising the following: an evaporator (1); an evaporator holder (2), which is designed to hold the evaporator (1); a glow plug (4); and a combustion chamber (6), wherein the glow plug (4) extends or can extend into the combustion chamber (6) obliquely to a main surface (11) of the evaporator (1).

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Inventors:
MEIER BENGT (DE)
DELL VITALI (DE)
MÖSL KLAUS (DE)
RUTSCHE ANDREAS (DE)
PANNWITZ THORSTEN (DE)
ARENDS VERENA (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/061968
Publication Date:
November 21, 2019
Filing Date:
May 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
WEBASTO SE (DE)
International Classes:
F23D3/40
Foreign References:
EP1342949A12003-09-10
EP1484552A12004-12-08
EP1275901A22003-01-15
DE3726862A11988-03-10
DE10160655A12003-06-26
DE1918445A11970-10-29
DE2129663A11971-12-30
DE4243712C11994-06-16
DE19880561B42005-03-17
Attorney, Agent or Firm:
ZECH, Stefan M. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verdampferbaugruppe für mobile Heizgeräte, insbesondere für ein

Kraftfahrzeug, Folgendes aufweisend:

- einen Verdampfer (1);

- eine Verdampferaufnahme (2), die dazu ausgebildet ist, den Verdampfer (1) aufzunehmen;

- einen Glühstift (4), und

- eine Brennkammer (6),

wobei sich der Glühstift (4) schräg gegenüber einer Hauptoberfläche (11) des Verdampfers (1) in die Brennkammer (6) erstreckt oder erstreckbar ausgebildet ist.

2. Verdampferbaugruppe für mobile Heizgeräte, insbesondere für ein

Kraftfahrzeug, insbesondere nach Anspruch 1, Folgendes aufweisend:

- einen Verdampfer (1);

- eine Verdampferaufnahme (2), die dazu ausgebildet ist, den Verdampfer (1) aufzunehmen;

- einen Glühstift (4),

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

mindestens ein mittiger Vorsprung (9) aus einer Hauptoberfläche (11) des Verdampfers (1) hervorsteht.

3. Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

zwischen der Verdampferaufnahme (2) und einer Brennstoffzuleitung (10) ein ein-, zwei- oder mehrstufiger Verdampfer-Dom (3) vorgesehen ist.

4. Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Glühstift (4) über eine Glühstiftbuchse (42) in der

Verdampferaufnahme (2) aufgenommen ist, wobei der Glühstift (4) vorzugsweise in der Glühstiftbuchse (42) durch ein Halteelement, insbesondere umfassend ein oder in Form eines Blechbiegeteil/s und/oder umfassend eine oder in Form einer Verrastung, vorzugsweise ein Gewinde und/oder eine Presspassung umfassend, fixiert ist.

5. Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

ein Querschnittprofil des Vorsprungs (9) des Verdampfers (1) vieleckig, insbesondere viereckig, vorzugsweise rechteckförmig oder trapezförmig, mit ggf. abgerundeten Ecken, ausgebildet ist.

6. Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Vorsprung (9) des Verdampfers (1) zumindest im Wesentlichen als Ring ausgebildet ist, der vorzugsweise in radialer Richtung der

Verdampferaufnahme (2) flach abfällt.

7. Verdampferbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Verdampfer (1) zumindest teilweise aus einem porösen Vlies, insbesondere Metallfaservlies, und/oder teilweise aus einem textilen Faserformkörper, hergestellt ist, und/oder zumindest teilweise aus einem porösen, hitzebeständigen Metall, vorzugsweise zumindest teilweise aus Stahl, beispielsweise einer 1.4841 oder 1.4767 Edelstahllegierung, hergestellt ist.

8. Verdampferbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

ein Flammwächter vorgesehen ist, der vorzugsweise zusammen mit dem Glühstift (4) ein integrales Bauteil ausbildet.

9. Verdampferbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 8,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Vorsprung (9) integraler Bestandteil des Verdampfers (1) ist.

10. Verdampferbaugruppe nach einem der vorherigen Ansprüche,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

die Verdampferaufnahme (2) mindestens eine Brennluft-Belochung (6) aufweist.

11. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrtzeug, umfassend eine

Verdampferbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

12. Verwendung einer Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug.

13. Verfahren zur Herstellung einer Verdampferbaugruppe nach einem der Ansprüchen 1 bis 10,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass das Verfahren mindestens folgende Schritte umfasst:

- Formen der Verdampferaufnahme (2);

- Bereitstellen des Verdampfers (1); und

- Aufnehmen des Verdampfers (1) in die Verdampferaufnahme (2).

14. Verfahren zur Herstellung nach Anspruch 13,

d a d u rc h g e ke n n ze i c h n et, dass

der Vorsprung (9) in einem Schritt zusammen mit dem Verdampfer (1) gefertigt wird, vorzugsweise durch Einpressen eines Grundmaterials in eine Negativform, oder durch vorzugsweise stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Sintern oder Verschweißen, an dem Verdampfer angebracht wird.

15. Set zur Herstellung einer Verdampferbaugruppe, insbesondere nach einem der Ansprüchen 1 bis 10, vorzugsweise für das Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, umfassend eine Verdampferaufnahme und mindestens zwei verschiedene Verdampfer, die wahlweise in die

Verdampferaufnahme aufnehmbar sind und unterschiedlich ausgebildet sind.

Description:
Verdampferbaugruppe für mobile Heizgeräte

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe für mobile Heizgeräte sowie ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, das eine Verdampferaufnahme und einen Verdampfer umfasst.

Verdampferbaugruppen finden üblicherweise in Verdampferbrennern Anwendung, die insbesondere in mit flüssigem Kraftstoff betriebenen Stand- und/oder Zuheizungen, insbesondere für Fahrzeuge, eingesetzt werden. In solchen Verdampferbrennern wird flüssiger Brennstoff über eine Brennstoffzuleitung in einen Verdampfer eingeleitet. Als Verdampfer eingesetzte Strukturen können hierbei Metallvliese sowie Metallgitter und Metallgestricke sein. Insbesondere weist die verwendete Struktur des Verdampfers eine Vielzahl an Hohlräumen auf, so dass durch eine Kapillarwirkung der flüssige Brennstoff von dem Verdampfer aufgesaugt wird und der Verdampfer mit Brennstoff durchdrungen wird. Damit während einer Startphase des Verdampferbrenners nun der Brennstoff aus dem Verdampfer heraus verdampft, wird Wärme benötigt, die üblicherweise durch einen Glühstift bereitgestellt wird.

Im bisherigen Stand der Technik werden einerseits vergleichsweise komplex geformte Verdampfer verwendet, wie beispielsweise in DE 19 18 445 Al und in DE 21 29 663 Al beschrieben. In DE 19 18 445 Al und DE 21 29 663 Al wird ein sinterporöser Brennkammzylinder, der aus zwei Brennkammern besteht, verwendet. Auch in DE 42 43 712 CI wird ein topfförmiges Material beschrieben, das saugfähig und hitzebeständig ist, und somit die Funktion eines Verdampfers übernimmt.

Aus DE 19 880 561 B4 ist ein Verdampferbrenner für ein Heizgerät oder für eine thermische Regeneration eines Abgas-Partikelfilters bekannt. Dieser umfasst eine Brennkammer mit einer Umfangs-Begrenzungswand und einer Stirn- Begrenzungswand. Die Stirn-Begrenzungswand weist eine zentrale Öffnung auf, durch welche ein zentraler Luftführungsstutzen in die Brennkammer hineinragend angeordnet ist. Der Luftzuführungsstutzen besitzt in seiner zylindrischen

Stutzenwand in der Brennkammer radiale Luftaustritte in Form von Längsschlitzen sowie endseitig eine geschlossene Stirnwand. Durch den Luftzuführungsstutzen wird in der Brennkammer ein Ringraum ausgebildet, in welchem

brennkammerbodenseitig in Höhe der Stirn-Begrenzungswand ein poröses Verdampfermaterial in Form einer mehrlagigen Auskleidung vorgesehen ist. Die mehrlagige Auskleidung wird im Betrieb mit Brennstoff von einer seitlichen Brennstoffzuführung versorgt. Der Brennstoff wird im ringförmigen

Verdampfermaterial gleichmäßig verteilt, an der Brennkammerinnenseite des Verdampfermaterials verdampft und dort unter Luftzuführung im Ringraum der Brennkammer verbrannt.

Die obigen Lösungen des Standes der Technik sind vergleichsweise aufwendig in der Herstellung, wodurch hohe Kosten entstehen können. Des Weiteren kannsich bei den (komplex geformten) Verdampfern des Standes der Technik eine

Undefinierte Flammenlage während des Brennbetriebs ergeben, wodurch sich die Lebensdauer eines entsprechenden Verdampferbrenners stark verkürzen kann.

Aus diesem Grund finden sich im bisherigen Stand der Technik einfach geformte, insbesondere scheibenförmige, Verdampfer, die von einer zumindest im

Wesentlichen topfförmigen Verdampferaufnahme aufgenommen werden, wobei ein Glühstift beispielsweise axial, insbesondere koaxial, oder radial zu der Verdampferaufnahme angeordnet werden kann.

In Figur 1A ist eine Querschnittsansicht einer Verdampferbaugruppe gemäß dem Stand der Technik abgebildet, bei der ein zumindest im Wesentlichen

scheibenförmiger Verdampfer 1 in einer topfförmigen Verdampferaufnahme 2 aufgenommen ist und ein Glühstift 4 koaxial zu der Verdampferaufnahme 2 angeordnet ist. Koaxial bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Glühstift 4 senkrecht zu einer Hauptoberfläche 11 des Verdampfers 1 angeordnet ist. Der Glühstift 4 wird durch eine Glühstiftbuchse 42 ausgerichtet und in seiner

Ausrichtung fest fixiert. Eine Brennstoffzuleitung 10 ist in Figur 1A axial zu der Verdampferaufnahme 2 angeordnet. Bei dieser Anordnung muss ein zusätzlicher, konstruktiver Aufwand betrieben werden, damit ein Zurücklaufen von flüssigen Brennstoff in die Glühstiftbuchse 42 vermieden wird.

In Figur 1B ist eine Querschnittsansicht einer weiteren herkömmlichen Anordnung abgebildet, bei der ein Glühstift 4 durch eine Glühstiftbuchse axial zu einer Hauptoberfläche 11 des Verdampfers 1 angeordnet und fixiert ist, während eine Brennstoffzuleitung 10 koaxial zu der Hauptoberfläche 11 angeordnet ist. Auch bei dieser Anordnung muss ein zusätzlicher, konstruktiver Aufwand betrieben werden, damit ein Zurücklaufen von flüssigen Brennstoff in die Glühstiftbuchse 42 vermieden wird. Des Weiteren wird durch die Anordnung des Glühstifts 4 eine gleichmäßige Strömung des verdampften Brennstoffs gestört, wodurch ein schlechtes Brennverhalten dieser Anordnung zustande kommt.

In Figur IC ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Anordnung einer

Verdampferbaugruppe gemäß dem Stand der Technik abgebildet. Bei dieser Anordnung ist ein Glühstift 4 radial bezüglich des scheibenförmigen

Verdampfers 1 angeordnet, wodurch der Glühstift 4 parallel zu einer

Hauptoberfläche 11 des Verdampfers 1 fixiert ist. Bei dieser üblichen Anordnung ergeben sich während des Betriebs der Verdampferbaugruppe in einem

Verdampferbrenner erhebliche Nachteile, da sich in einem Spalt 12, der zwischen der Hauptoberfläche 11 des Verdampfers 1 und dem parallel zu der

Hauptoberfläche 11 angeordneten Glühstift 4 vorhanden ist, Ruß- und/oder Koksablagerungen bilden können. Diese Ruß- und/oder Koksablagerungen führen dazu, dass eine thermische Brücke zwischen dem Glühstift 4 und dem Verdampfer 1 entsteht, wodurch insbesondere während einer Startphase eines

Verdampferbrenners mit einer solch angeordneten Verdampferbaugruppe von dem Glühstift eingebrachte Zündenergie auf eine verhältnismäßig große Fläche verteilt wird und die resultierende Energiedichte dadurch zum Zünden des Verdampferbrenners nicht mehr ausreicht. Bei den im Stand der Technik bekannten Anordnungen ergeben sich erhebliche technische Nachteile, da zum einen eine optimale Brennstoffübergabe von der Position einer Brennstoffzuleitung und zum anderen eine optimale Zündfähigkeit sowie ein optimaler Brennbetrieb von der Position eines Glühstifts abhängt. Eine gleichzeitige Optimierung beider Positionen ist kaum möglich, sodass im Einzelfall umfangreiche Versuchsreihen für die Optimierung der Positionen notwendig sind. Darüber hinaus müssen bei der koaxialen und bei der axialen Anordnung der Verdampferbaugruppe zusätzliche, aufwendige, konstruktive Maßnahmen vorgenommen werden, um zu verhindern, dass ein Teil des flüssigen Brennstoffs in die Glühstiftbuchse laufen kann. Auch eine radiale Anordnung eines Glühstifts birgt Nachteile, da sich bei zunehmendem Betrieb durch Ruß- und

Koksablagerungen eine thermische Brücke zwischen Glühstift und Verdampfer aufbauen kann. Die thermische Brücke führt während eines Zündvorgangs dazu, dass eine eingebrachte Zündenergie auf eine zu große Fläche verteilt wird. Eine aus dieser Situation resultierende Energiedichte reicht ggf. nicht mehr zu einem Zünden des Verdampferbrenners aus, wodurch der Verdampferbrenner in diesem Zustand betriebsunfähig ist und aufwendig gesäubert bzw. gewartet werden muss.

Aus dem bisherigen Stand der Technik wird somit ersichtlich, dass weiterhin keine zufriedenstellende technische Lösung für die oben beschriebenen Nachteile vorhanden ist. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung einer

Verdampferbaugruppe bereitzustellen, die einerseits kostengünstig hergestellt werden kann und andererseits eine Verbesserung in Bezug auf eine

Brennstoffübergabe, eine Zündfähigkeit (während einer Startphase) sowie einen gleichmäßigen Brennbetrieb ermöglicht.

Die Aufgabe wird insbesondere durch eine Verdampferbaugruppe nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2 sowie ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 15 gelöst.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe insbesondere durch eine Verdampferbaugruppe mit einem Verdampfer, einer Verdampferaufnahme, die dazu ausgebildet ist den Verdampfer aufzunehmen, einen Glühstift und eine Brennkammer gelöst, wobei sich der Glühstift schräg gegenüber einer

Hauptoberfläche des Verdampfers in eine Brennkammer (hinein) erstreckt oder erstreckbar ausgebildet ist. Insbesondere hat dabei ein Betrag eines Winkels a zwischen der Hauptoberfläche des Verdampfers und dem Glühstift einen Wert zwischen 0° und 90° (ohne 0° und 90°), vorzugsweise einen Wert zwischen 5° und 70°, oder insbesondere einen Wert zwischen 7° und 50°, oder weiter bevorzugt einen Wert zwischen 9° und 30°. Durch die Schrägstellung wird es ermöglicht, eine Anordnung zu schaffen, bei der eine vergleichsweise gute Zündfähigkeit (dauerhaft) erhalten bleibt, wobei insbesondere auch eine vergleichsweise gute Brennstoffübergabe erreicht wird. Weiterhin wird

insbesondere auch ein gleichmäßiger Brennbetrieb ermöglicht. Vorzugsweise ist der Glühstift von dem Verdampfer (schräg verlaufend) weggerichtet.

Insbesondere ist ein distales Ende des Glühstiftes weiter entfernt von dem

Verdampfer bzw. von dessen Hauptkörper als ein proximales Ende (bzw. als ein Abschnitt des Glühstiftes am Ort seines Eintritts in eine/die Brennkammer).

Alternativ kann auch ein proximales Ende (bzw. ein Abschnitt des Glühstiftes am Ort seines Eintritts in eine/die Brennkammer) des Glühstiftes weiter entfernt von dem Verdampfer bzw. von dessen Hauptkörper sein als ein distales Ende.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der insbesondere mit dem ersten Aspekt der Erfindung kombiniert werden kann, wird die Aufgabe durch eine Verdampferbaugruppe mit einem Verdampfer, einer Verdampferaufnahme, die dazu ausgebildet ist, den Verdampfer aufzunehmen, und einen Glühstift gelöst, wobei mindestens ein mittiger Vorsprung aus einer Hauptoberfläche des

Verdampfers (in eine/die Brennkammer hinein) hervorsteht. Durch den derart angeordneten Vorsprung wird es zusätzlich ermöglicht, dass die

Verdampferbaugruppe mit Brennstoffen betrieben werden kann, die erst bei hohen Temperaturen sieden, wie beispielsweise Diesel-Brennstoff. Durch den Vorsprung des Verdampfers wird ein zusätzliches Volumen, das als zusätzliches Brennstoff-Reservoir dient, gebildet, in welchem weiterer noch zu verdampfender Brennstoff aufgenommen werden kann. Das zusätzliche Brennstoff-Reservoir wirkt sich besonders vorteilhaft auf ein Start- bzw. Zündverhalten eines Verdampferbrenners, der mit Brennstoffen betrieben wird, die erst bei sehr hohen Temperaturen sieden, wie beispielsweise B7 und B100, aus.

Unter einer Hauptoberfläche des Verdampfers ist insbesondere eine (freie) Oberfläche eines Hauptkörpers des Verdampfers zu verstehen . Die

Hauptoberfläche ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen plan (ggf. mit Unebenheiten, die maximal einem 0,2-fachen einer Dicke des Hauptkörpers entsprechen) und/oder definiert zumindest 10 %, vorzugsweise 20 %, weiter vorzugsweise zumindest 50 % einer inneren (mit dem Gas in einer/der

Brennkammer in Kontakt kommenden) Oberfläche des Verdampfers. Unter einem Hauptkörper ist insbesondere der (gesamte) Verdampfer ohne Vorsprung bzw. Vorsprünge zu verstehen. Der Hauptkörper kann eine zumindest im wesentlichen konstante Dicke aufweisen und/oder scheibenförmig (z. B. mit kreisförmigen Grundriss) und/oder plattenförmig (z. B. mit vieleckigem, insbesondere rechteckigem Grundriss) ausgebildet sein. Der Verdampfer bzw. dessen

Hauptkörper kann ggf. ohne Öffnungen ausgebildet sein, die einen Durchmesser von 100 mm oder 10 mm oder 1 mm übersteigen. Der Verdampfer ist

insbesondere nicht ringförmig ausgebildet. Der Verdampfer bzw. dessen

Hauptkörper bzw. dessen Hauptoberfläche kann zumindest teilweise (ggf.

vollständig) in einer/der Brennkammer angeordnet sein.

Zwischen Verdampfer und zumindest einem in die Brennkammer hineinragenden Abschnitt des Glühstiftes befindet sich vorzugsweise ein freier Raumabschnitt (also keine räumlich trennende Struktur, wie beispielsweise eine Trennwand oder ein Abschnitt einer solchen). In einem Bereich, der zwischen dem Verdampfer bzw. (zumindest) einem in die Brennkammer hineinragenden Abschnitt des Verdampfers und dem Glühstift liegt befindet sich vorzugsweise (in Betrieb) ausschließlich Gas.

Unter einem mittigen Vorsprung ist insbesondere eine Vorsprung zu verstehen, der mindestens um 5 % seines (maximalen) Durchmessers in radialer Richtung von einem Rand der Hauptoberfläche beabstandet ist und/oder der mindestens einen Abschnitt hat, der in einem geometrischen Zentrum liegt oder zumindest nicht weiter als 50 %, vorzugsweise 25 % einer Erstreckung vom geometrischen Zentrum zum Rand der Hauptoberfläche von dem geometrischen Zentrum entfernt ist. Vorzugsweise ist ein Grundriss des Vorsprungs punktsymmetrisch.

Der Verdampfer kann gegenüber der Verdampferaufnahme ein eigenständiges Bauteil sein, insbesondere in diese eingelegt, ggf. kraftschlüssig bzw.

eingepresst, sein. In Ausführungsformen kann der Verdampfer durch eine

Haltevorrichtung, z. B. umfassend mindestens einen Haltering und/oder mindestens einen Haltevorsprung, formschlüssig gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Verdampfer stoffschlüssig befestig sein.

Die Verdampferaufnahme kann topfförmig ausgebildet sein. Ausführungsgemäß ist die Verdampferaufnahme nicht ringförmig bzw. nicht als Torus ausgeformt. Die Verdampferaufnahme kann gegenüber einer Brennkammerwandung ein eigenständiges Bauteil ausbilden oder zumindest teilweise durch eine

Brennkammerwandung ausgebildet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der

Verdampferbaugruppe zwischen der Verdampferaufnahme und einer

Brennstoffzuleitung ein ein-, zwei- oder mehrstufiger Verdampfer-Dom

vorgesehen. Dadurch kann die Leistungsfähigkeit des Verdampfers weiter verbessert werden. Beispielsweise kann ein verbessertes Heizleistungsspektrum durch den Einsatz eines Verdampfer-Doms erreicht werden. Dabei kann eine Form des Verdampfer-Doms auf die Form des Verdampfers passend abgestimmt werden.

Unter einem Verdampfer-Dom ist insbesondere eine Ausbuchtung zu verstehen, die beispielweise zylinderförmig, konusförmig, kuppelförmig oder quaderförmig ausgebildet sein kann. Ein zwei- oder mehrstufiger Verdampfer-Dom umfasst insbesondere zwei oder mehrere Ausbuchtungen, die vorzugsweise kaskadiert bzw. stufenförmig aufeinander folgen. Innerhalb des ein-, zwei- oder

mehrstufiger Verdampfer-Doms sind insbesondere ein-, zwei- oder mehrere Verdampferstrukturen aufgenommen, die vorzugsweise eine unterschiedliche Porosität und/oder eine unterschiedliche Form aufweisen. Des Weiteren kann/können der ein-, zwei- oder mehrstufige Verdampfer-Dom (insgesamt oder bezogen auf die einzelne Stufe) und/oder die Verdampferaufnahme vorzugsweise monolithisch aufgebaut sein.

Insbesondere ist der Glühstift über eine Glühstiftbuchse in die

Verdampferaufnahme aufgenommen, wobei der Glühstift vorzugsweise in der Glühstiftbuchse durch ein Halteelement, insbesondere umfassend ein oder in Form eines Blechbiegeteil/s und/oder umfassend eine oder in Form einer

Verrastung, fixiert ist. Das Halteelement kann ein Gewinde und/oder eine

Presspassung umfassen. Durch eine in die Verdampferaufnahme integrierte Glühstiftbuchse wird ein einfacher Austausch des Glühstifts ermöglicht, wodurch eine schnelle und einfache Wartung des Glühstifts möglich wird und ein beispielsweise defekter Glühstift direkt und schnell ausgetauscht werden kann.

Vorzugsweise kann ein Querschnittprofil des Vorsprungs des Verdampfers vieleckig, insbesondere viereckig, vorzugsweise rechteckförmig oder trapezförmig, mit ggf. abgerundeten Ecken, ausgebildet sein. Ein derartiger Vorsprung kann vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden.

Insbesondere ist der Vorsprung des Verdampfers zumindest im Wesentlichen als Ring ausgebildet, der vorzugsweise in radialer Richtung der Verdampferaufnahme flach abfällt, wodurch die Form des Vorsprungs vorteilhaft an die Anforderungen eines Verdampferbrenners, in welchem der Verdampfer eingesetzt wird, angepasst werden kann. Durch eine entsprechende Wahl der Form des

Vorsprungs kann eine Ausbildung einer ersten Pilotflamme während eines

Startvorgangs gefördert werden. Dabei kann Brennstoff durch das Brennstoff- reservoir zu einer Zündquelle, beispielsweise einem Glühstift, gefördert werden und dort gehalten werden. Durch die sich an der Zündquelle bildende Pilotflamme kann Wärme freigesetzt werden, welche den verbleibenden Brennstoff aufheizt und verdampft. Des Weiteren können heiße Rauchgase, die durch die Pilotflamme in sogenannten Totgebieten gehalten werden, verhindert werden, so dass die heißen Rauchgase von einer Luftströmung direkt aus der Brennkammer befördert werden. Weiterhin wird durch die in radialer Richtung abflachende Form, wie beispielsweise bei einer Trapezform, eine vorhandene Menge an flüssigen

Brennstoff, der auch als thermischer Ballast wirken kann und so negative

Einflüsse auf die Brenneigenschaften haben kann, reduziert.

Vorzugsweise ist der Verdampfer zumindest teilweise aus einem porösen Vlies und/oder Gitter und/oder Gestrick und/oder Gewirk und/oder Gewebe,

insbesondere Metall(faser)vlies und/oder Metallgitter und/oder Metallgestrick und/oder Metallgewirk und/oder Metallgewebe, und/oder zumindest teilweise aus einem (sonstigen) textilen Faserformkörper, hergestellt, wodurch die

Herstellungskosten gesenkt werden können. Alternativ oder zusätzlich zu Metall können auch sonstige (hitzebeständige) Materialien, wie z. B. Kunststoff und/oder Keramik, zum Einsatz kommen. Insbesondere kann der Verdampfer zumindest teilweise aus einem porösen, hitzebeständigen Metall, vorzugsweise zumindest teilweise aus Stahl, insbesondere einer (z. B. 1.4841 oder 1.4767)

Edelstahllegierung, hergestellt sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Flammwächter vorgesehen, der vorzugsweise zusammen mit dem Glühstift ein integrales Bauteil ausbildet.

Insbesondere wird hierbei in einer besonders einfachen Ausführungsform der Widerstand des Glühstiftes, der sich mit der Temperatur ändert, gemessen. Über den erfassten Widerstandswert kann auf die Temperatur innerhalb der

Brennkammer, insbesondere im Hinblick darauf, inwiefern eine flammende Verbrennung stattfindet, geschlossen werden. Durch eine Integration des

Glühstifts und des Flammenwächters in einem Bauteil werden Funktionalitäten beider Bauteile kompakt in einem Bauteil realisiert, wodurch eine weitere

Verbesserung der Anordnung eines separaten Flammwächters innerhalb der Verdampferbaugruppe erreicht werden kann.

Vorzugsweise ist der Vorsprung integraler Bestandteil des Verdampfers, wodurch die Kosten in der Herstellung weiter gesenkt werden können. Vorzugsweise weist die Verdampferaufnahme mindestens eine Brennluft - Belochung auf. Dadurch kann eine vorteilhafte Brennluftzufuhr gewährleistet werden bzw. eine möglichst kompakte Bauform für die Verdampferbaugruppe erreicht werden.

Die Brennstoffzuleitung kann mittig (insbesondere, wie weiter oben im

Zusammenhang mit dem Vorsprung definiert) gegenüber der (bzw. zentral in der) Verdampferaufnahme angeordnet sein.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere durch ein Fahrzeug, vorzugsweise Kraftfahrzeug gelöst, umfassend eine Verdampferbaugruppe der obigen Art.

Die obige Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung einer

Verdampferbaugruppe der obigen Art für ein Fahrzeug, insbesondere

Kraftfahrzeug (z.B. PKW oder LKW).

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verdampferbaugruppe, insbesondere obiger Art,

folgende Schritte umfassend: Formen der Verdampferaufnahme, Bereitstellen des Verdampfers, und Aufnehmen des Verdampfers in die Verdampferaufnahme.

Vorzugsweise wird der Vorsprung in einem Schritt zusammen mit dem Verdampfer gefertigt, insbesondere durch Einpressen eines Grundmaterials in eine

Negativform. Dadurch lässt sich der Verdampfer besonders kostengünstig hersteilen. Alternativ ist es ebenfalls möglich, den Vorsprung vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Verdampfer zu verbinden, insbesondere mittels Sintern oder Verschweißen. Weitere Verfahrensschritte ergeben sich insbesondere aus der obigen Beschreibung der Verdampferbaugruppe.

Die obige Aufgabe wird weiterhin insbesonere gelöst durch ein Set zur

Herstellung einer Verdampferbaugruppe, insbesondere der obigen Art, umfassend eine Verdampferaufnahme und mindestens zwei verschiedene Verdampfer, die wahlweise in die Verdampferaufnahme aufnehmbar sind und unterschiedlich ausgebildet sind. Vorzugsweise weist ein erster Verdampfer mindestens einen ersten Vorsprung (vorzugsweise grundsätzlich wie oben beschreiben) auf und der zweite Verdampfer mindestens einen abweichenden/anderen Vorsprung

(vorzugsweise grundsätzlich wie oben beschreiben) oder keinen Vorsprung.

Insbesondere ist es dadurch möglich, dass sich eine Verdampferbaugruppe für schwersiedende Brennstoffe, wie Diesel-Brennstoff, lediglich durch den Vorsprung des Verdampfers von einer Verdampferbaugruppe für leichtsiedende Brennstoffe, wie beispielsweise Benzin-Brennstoffe, unterscheidet.

Im Allgemeinen können durch einen modularen Aufbau der Verdampferbaugruppe auf einfache Art und Weise Verdampferbaugruppen für verschiedene Brennstoffe, insbesondere für Diesel-Brennstoffe und für Benzin-Brennstoffe, in derselben Fertigungsanlage hergestellt werden und somit die Produktionskosten weiter reduziert werden.

Vorzugsweise beträgt ein Durchmesser des Verdampfers (in radialer Richtung) mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm und/oder höchstens 80 mm, vorzugsweise höchstens 50 mm. Eine Dicke des Verdampfers (in axialer Richtung; ggf. ohne Vorsprung) kann mindestens 0,7 mm, vorzugsweise mindestens 1,5 mm und/oder höchstens 5 mm, vorzugsweise höchstens 4 mm betragen. Ein

Durchmesser des Vorsprungs kann mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 8 mm und/oder höchstens 30 mm, vorzugsweise höchstens 25 mm betragen. Eine Höhe des Vorsprungs (in axialer Richtung) kann mindestens 2 mm, vorzugsweise mindestens 4 mm und/oder höchstens 15 mm, vorzugsweise höchstens 8 mm betragen. Ein Verhältnis zwischen einer/der Dicke des Verdampfers (ohne

Vorsprung) zu einer/der Höhe des Vorsprungs kann mindestens 0,1, vorzugsweise mindestens 0,3 und/oder höchstens 3, vorzugsweise höchstens 1, weiter vorzugsweise höchstens 0,5 betragen. Vorzugsweise kann der Vorsprung als Ring ausgebildet sein, wobei ein äußerer Durchmesser des Rings mindestens 8 mm, vorzugsweise mindestens 16 mm und/oder höchstens 40 mm, vorzugsweise höchstens 25 mm beträgt und/oder ein innerer Durchmesser des Rings mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm und/oder höchstens 15 mm, vorzugsweise höchstens 12 mm beträgt. Ggf. kann der Verdampfer als Konus ausgebildet sein, wobei ein Kern des Konus einen Durchmesser von mindestens 5 mm, vorzugsweise mindestens 12 mm und/oder höchstens 30 mm,

vorzugsweise höchstens 18 mm aufweisen kann und/oder ein äußerer

Durchmesser einer Abflachung des Konus mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm und/oder höchstens 40 mm, vorzugsweise höchstens 40 mm betragen kann.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigt:

Fig. 1A eine Querschnittsansicht einer Verdampferbaugruppe für ein

mobiles Heizgerät, wie sie im Stand der Technik zu finden ist;

Fig. 1B eine Querschnittsansicht einer Verdampferbaugruppe für ein

mobiles Heizgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform des Standes der Technik;

Fig. IC eine Querschnittsansicht einer Verdampferbaugruppe für

ein mobiles Heizgerät, wie sie üblicherweise im Stand der verwendet wird;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Verdampferbaugruppe; Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verdampfers;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verdampfers; und

Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verdampfers;

In Fig. 2 ist eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform der

erfindungsmäßigen Verdampferbaugruppe dargestellt. Die Verdampferbaugruppe umfasst eine Verdampferaufnahme 2, in der ein Verdampfer 1 untergebracht ist. Die Verdampferaufnahme 2 mündet in eine Brennkammer 6. Mittig in die

Verdampferaufnahme 2 mündet eine Brennstoffzuleitung 10, durch die Brennstoff in den Verdampfer 1 gelangt und sich der Brennstoff im Verdampfer verteilt und aus dem Verdampfer 1 in Richtung der Brennkammer 6 herausdampft.

Des Weiteren sind mehrere Brennluft-Belochungen 7 in einer Seitenwandung 14 der Verdampferaufnahme 2 ausgebildet, durch die Brennluft in die

Brennkammer 6 gelangen kann und sich mit dem verdampften Brennstoff mischen kann. Ebenso wäre es auch möglich (vgl. Fig. 4), dass die Brennluft- Belochungen 7 in einer (sonstigen bzw. gegenüber der Verdampferaufnahme weiteren) Seitenwandung der Brennkammer 6 ausgebildet sind.

Eine Glühstiftbuchse 5 ist in einem weiteren Abschnitt der Seitenwandung 14 angeordnet, wobei diese einen Winkel a des Glühstiftes 4 bezüglich einer Hauptoberfläche 11 des Verdampfers 1 einstellt. Die Hauptoberfläche 11 ist eine (freie) Oberfläche eines Hauptkörpers 8 des Verdampfers 1. Der Hauptkörper 8 wird durch den (gesamten) Verdampfer 1 gebildet (ggf. ohne Vorsprung 9, wenn vorhanden, vgl. Fig. 4) zu verstehen. In Fig. 2 weist der Verdampfer 1 keinen Vorsprung 9 auf und weist zumindest im Wesentlichen eine konstante Dicke auf bzw. ist scheibenförmig (z. B. mit kreisförmigen Grundriss) ausgebildet.

Es wäre ebenfalls denkbar, dass die Glühstiftbuchse 5 an einer anderen

Seitenwandung der Brennkammer 6 ausgebildet ist. In die Glühstiftbuchse 5 ist ein Glühstift 4 aufgenommen, wobei der Glühstift durch ein Halteelement (nicht dargestellt) fixiert wird. In den Glühstift 4 kann außerdem ein Flammwächter (nicht dargestellt) integriert sein, so dass der Glühstift eine zusätzliche

Funktionalität der Flammüberwachung bieten kann.

In Fig. 3 ist eine Querschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsmäßigen Verdampferbaugruppe dargestellt, bei der zusätzlich zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ein zweistufiger Verdampfer-Dom 3 zwischen der Brennstoffzuleitung 10 und dem Verdampfer 1 in die

Verdampferaufnahme 2 integriert ist.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Brennkammer 6 durch eine gegenüber der

Verdampferaufnahme separate Seitenwandung 14 der Brennkammer 6 begrenzt wird. Zusätzlich zu der Ausführungsform, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine Haltevorrichtung 13 am äußeren Rand der Verdampferaufnahme 2 angeordnet, die in dieser Ausführungsform als ein Haltering ausgebildet ist. Durch die

Haltevorrichtung 13 wird der Verdampfer 1 in seiner Position gehalten.

In Fig. 5 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform ist zusätzlich zu der Ausführungsform aus Fig. 4 zwischen Verdampferaufnahme 2 und einer Brennstoffzuleitung 10 ein einstufiger Verdampfer-Dom 3 angeordnet.

In Fig. 6 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsmäßigen Verdampferbaugruppe dargestellt. Der Verdampfer 1 weist hierbei einen mittigen Vorsprung 9 auf, der aus dem Verdampfer 1 in Richtung der Brennkammer 6 hervorragt und so einen Abstand zwischen Verdampfer 1 und dem Glühstift 4 verkleinert. Der Vorsprung 9 des Verdampfers 1 ist in dieser Ausführungsform ein Zylinder (in der Querschnittsansicht rechteckig dargestellt).

In Fig. 7 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsmäßigen Verdampferbaugruppe dargestellt, bei der zusätzlich zu der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ein Verdampfer-Dom 3 zwischen der Brennstoffzuleitung 10 und dem Verdampfer 1 in die Verdampferaufnahme 2 integriert ist. Vorzugsweise wird ein mehrstufiger Verdampfer-Dom 3 in die Verdampferaufnahme 2 integriert (nicht dargestellt).

In Fig. 8 ist eine Querschnittansicht einer Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verdampfers 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird der Vorsprung 9 im Wesentlichen durch einen Zylinder gebildet.

In Fig. 9 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampfers 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform bildet ein Ring (Torus) den Vorsprung 9. Eine in die Brennkammer 6 ragende Oberseite des Rings ist hierbei in radialer Richtung abgeflacht, wodurch in der

Querschnittansicht zwei Trapeze erkennbar sind, die jeweils eine in axialer Richtung abflachende Seite aufweisen.

In Fig. 10 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdampfers 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform bildet ein Konus den Vorsprung 9 des Verdampfers 1. Der Vorsprung 9 wird in der Querschnittsansicht in Fig. 10 als Trapez dargestellt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den

Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

Bezugszeichenliste

1 Verdampfer

2 Verdampferaufnahme

3 Verdampfer-Dom

4 Glühstift/Flammwächter

5 Glühstiftbuchse 6 Brennkammer

7 Brennluft-Belochung

8 Hauptkörper

9 Vorsprung

10 Brennstoffzuleitung

11 Hauptoberfläche des Verdampfers

12 Spalt

13 Haltevorrichtung

14 Seitenwandung

a Winkel