DE4002570A1 - Brennstoffbetriebenes heizgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, das insbesondere zur Verwendung als Fahrzeugzusatzheizgerät bestimmt ist. Ein solches brennstoffbetriebenes Heizgerät hat einen Dralldüsenbrenner, der mit Brennstoff und Brennluft zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches versorgbar ist, das in einer Brennkammer unter Flammenbildung verbrannt wird, und mit einem Fototransistor als optischen Flammwächter für die Flammenbildung in der Brennkammer.

Aus DE-OS 35 01 719 ist ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, bekannt, das ein Bren­ neraggregat hat, das bei dem dort gewählten Beispiel als Zer­ stäubungsbrenner ausgebildet ist. Als eine Flammwächterein­ richtung ist ein lichtempfindliches Element, beispielsweise ein Fototransistor, vorgesehen, das auf der kühlen, von der Brennkammer abgewandten Seite des Lüfterrads angeordnet ist. Über wenigstens eine zur Achse eines Lüfterrads eines Brenn­ luftgebläses in demselben parallel vorgesehene Öffnung steht das lichtempfindliche Element, wie der Fototransistor, in optischer Wirkverbindung mit dem Brennkammerinnenraum, so daß auf berührungslose Weise die Flammenbildung in der Brennerkam­ mer überwacht und erfaßt wird. Diese optische Flammwächterein­ richtung arbeitet dann mit einer Steuereinrichtung des Heizge­ räts zusammen, um entsprechende Schaltschritte beim Betreiben des Heizgeräts auszulösen.

Aus US-PS 32 81 182 ist ein optisch mit der Flamme zusammen­ wirkender Flammensensor ebenfalls zur Flammüberwachung vorge­ sehen. Auf die Bauart des Brenners wird bei diesem Heizgerät nicht näher eingegangen.

Auch ist in DE-OS 35 01 719 als eine weitere übliche Bauart einer Flammwächtereinrichtung ein stabförmiger Flammwächter gezeigt, dessen freies Ende in die Brennkammer und in die Flam­ menzone in der Brennkammer ragt. Derartige Flammwächterein­ richtungen haben ein träges Ansprechverhalten.

Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, ein brennstoffbe­ triebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem Dralldüsenbrenner eines Brenneraggregats bereitzu­ stellen, bei dem sich die Flammenbildung in der Brennkammer schnell und zuverlässig ohne Verschmutzungsgefahr überwachen läßt.

Nach der Erfindung zeichnet sich ein brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem Dralldüsenbrenner, der mit Brennstoff und Brennluft zur Erzeu­ gung eines brennbaren Gemisches versorgbar ist, das in einer Brennkammer unter Flammenbildung verbrannt wird, und mit einem Fototransistor als optischen Flammwächter für die Flammenbil­ dung in der Brennkammer dadurch aus, daß der Flammwächter in der Dralldüse des Dralldüsenbrenners angeordnet ist, zweckmäßigerweise im Mittelteil der Dralldüse.

Durch die Verwendung einer optischen Flammüberwachung beim er­ findungsgemäßen brennstoffbetriebenen Heizgerät läßt sich die Erkennung der Flammenbildung ohne große Zeitverzögerung erfas­ sen, und es können entsprechende Schaltschritte über ein zuge­ ordnetes Steuergerät ausgelöst werden. Da der Fototransistor als optische Flammüberwachungseinrichtung in dem Mittelteil der Dralldüse angeordnet ist, kann er einerseits durch dem Drall­ düsenbrenner zugeführte Brennluft, die von der Außenseite her angesaugt wird, gekühlt werden, und zum andern ist er gegenüber Verschmutzungen durch die bei der Verbrennung entstehenden Ab­ gase in der Brennkammer geschützt angeordnet. Da der Fototran­ sistor somit in einer kühlen Zone des Dralldüsenbrenners ange­ ordnet ist, kann er weitgehend zuverlässig arbeiten, da er kei­ nen großen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Darüber hinaus kann durch diese Anordnung des Fototransistors nach der Erfin­ dung erreicht werden, daß die Temperaturempfindlichkeit eines derartigen Fototransistors keine ungünstigen Auswirkungen auf das Flammüberwachungsverhalten hat. Gegenüber Flammwächterein­ richtungen in Form eines stabförmigen Teils, die in die Brenn­ kammer ragen, benötigt man bei der erfindungsgemäßen Auslegung keinen zusätzlichen Einbauraum, sondern die Flammüberwachungs­ einrichtung ist in den Dralldüsenbrenner integriert.

Vorzugsweise weist der Dralldüsenbrenner eine Stirnplatte auf, die von der Brennkammer abgewandt und im Brennluftzustrom zu dem Dralldüsenbrenner liegt. In dieser Stirnplatte ist eine Mittelbohrung vorgesehen, in der der Fototransistor als Flamm­ wächter aufgenommen ist. Obgleich bei einer solchen Auslegung der Fototransistor als Flammwächter nur in einer kurzen Ent­ fernung von der Flammbildungszone in der Brennkammer liegt, ist er in den Dralldüsenbrenner derart integriert, daß er wirk­ sam vor Verschmutzungen durch bei der Verbrennung erzeugte Ver­ brennungsgase geschützt ist, so daß er betriebszuverlässig ar­ beiten kann.

Vorzugsweise hat die Stirnplatte auch wenigstens eine Durch­ gangsbohrung, die außermittig angeordnet ist und die zur Brenn­ stoffzufuhr dient. Somit wird dem Halteorgan für den Fototran­ sistor des Flammwächters noch eine weitere Funktion, nämlich die der Brennstoffzufuhr, zugewiesen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einer Flamm­ wächtereinrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungs­ form eines Dralldüsenbrenners des Heizgeräts nach Fig. 1 mit dem optischen Flammwächter.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Ansicht unter Weglassung von nichterfindungswesentlichen Einzelheiten ein brennstoff­ betriebenes Heizgerät gezeigt, das als Fahrzeugzusatzheizgerät dient und insgesamt mit 1 bezeichnet ist. Bei dem Heizgerät 1 handelt es sich um ein sogenanntes Luftheizgerät, bei dem als gasförmiger Wärmeträger Luft dient. Über ein Brennluftgebläse 2 wird Brennluft von der Außenumgebung des Heizgeräts 1 ange­ saugt und einem Dralldüsenbrenner 3 des Heizgeräts 1 zuge­ führt, der zweckmäßigerweise mit Niederdruck betrieben wird. Dem Dralldüsenbrenner 3 wird ferner Brennstoff, vorzugsweise flüssiger Brennstoff, auf die anhand von Fig. 2 näher gezeig­ ten Einzelheiten zugeführt. Mit Hilfe des Dralldüsenbrenners 3 wird aus dem zugeführten Brennstoff und der zugeführten Brenn­ luft ein brennbares Gemisch erzeugt, das mittels einer Zünd­ einrichtung 4 in einer Brennerkammer 5 so gezündet wird, daß sich in der Brennkammer 5 eine schematisch dargestellte Flamme 6 bildet. Die die Brennkammer 5 verlassenden heißen Verbren­ nungsgase werden zweckmäßigerweise im Gegenstrom zu einem Wärmeübertrager 7 geleitet, an dem die heißen Verbrennungs­ gase in Wärmeaustausch mit dem gasförmigen Wärmeträger, wie Luft, treten. Nach dem Durchgang durch den Wärmeübertrager 7 werden die Abgase über einen Abgasauslaß 8 zur Umgebung hin ausgeleitet. Die im Bereich des Wärmeübertragers 7 durch den Wärmeaustausch erwärmte Luft wird als Heizluft über einen Heizluftauslaß 9 vorzugsweise über einen Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeugs abgegeben. Das Heizgerät könnte natürlich auch als sogenanntes Wasserheizgerät, das mit flüssigem Wärme­ träger arbeitet, ausgelegt sein.

Im Dralldüsenbrenner 3 ist als optischer Flammwächter ein Fototransistor 10 angeordnet, der über in Fig. 2 schematisch dargestellte Leitungen 11 mit einem nicht näher dargestellten Steuergerät des Heizgeräts 1 verbunden ist. Mit Hilfe des Fototransistors 10 wird die Flammenbildung in der Brennkam­ mer 5 überwacht und erkannt, und es werden in Verbindung mit dem nicht dargestellten Steuergerät in Abhängigkeit hiervon entsprechende Steuerfunktionen für das Betreiben des Heiz­ geräts 1 ausgeführt.

In Fig. 1 ist der Einsatz des Dralldüsenbrenners 3 als Einzel­ heit näher verdeutlicht. Zwei ineinander gesteckte Dralldüsen 12 und 13 mit je einem Düsenkörper 12a, 13a bilden zusammen mit einer Stirnplatte 14 den Dralldüsenbrenner 3. Diese Stirn­ platte 14 liegt unter Bezugnahme auf Fig. 1 von der Brennkammer 5 abgewandt und in einem mit Pfeilen in Fig. 2 angedeuteten Brennluftstrom, der mittels des Brennluftgebläses 2 zum Drall­ düsenbrenner 3 gefördert wird. Die Stirnplatte 14 hat außer­ mittig wenigstens eine Durchgangsbohrung 15, über die Brennstoff der Dralldüse 13 zugeleitet wird. Mittig ist in der Stirnplatte 14 eine Mittelbohrung 16 angeordnet, die zur Aufnahme des als Flammwächter dienenden Fototransistors 10 dient. Dieser in die Stirnplatte 14 eingebaute Fototransistor 10 nimmt bei einer Flammenbildung der Brennkammer 5 von der Flamme 6 herrührende Lichtstrahlen auf und führt eine entsprechende Schaltfunktion über die Steuereinrichtung zum Betreiben des Heizgeräts 1 aus. Mit Hilfe des Fototransistors 10 wird somit die Flamme 6 von der Brennkammer 5 optisch erfaßt und überwacht. Da die Stirn­ platte 14 mit von dem Brennluftgebläse 2 kommender Brennluft beaufschlagt wird, liegt der Fototransistor 10 an einer relativ kühlen Stelle des Dralldüsenbrenners, so daß Temperatureinflüsse auf den Fototransistor 10 weitgehend ausgeschaltet werden. Ferner ist der Fototransistor 10 dank seiner Anordnung in der Stirnplatte 14 des Dralldüsenbrenners 3 auch vor Verschmutzungen geschützt angeordnet, da bei dem Verbrennen in der Brenn­ kammer 5 erzeugte Verbrennungsgase nicht bis zur Stirnplatte 14 des Dralldüsenbrenners 3 zurückschlagen können. Somit kann der Fototransistor 10 zuverlässig arbeiten und er kann die ihm zugewiesene Schaltfunktion schnell auslösen. Auch hat man bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät keinen in die Brennkammer 5 ragenden Körper, der die Flammenbildung stören kann, und insbesondere entfällt jeglicher zusätzlicher Ein­ bauraum für einen stabförmigen Flammwächter, da der erfin­ dungsgemäße optische Flammwächter in Form des Fototransistors 10 unmittelbar in den Dralldüsenbrenner 3 integriert ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voran­ stehend beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen oder Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Er­ findungsgedanken zu verlassen. Wesentlich bei der erfindungs­ gemäßen Auslegung des Heizgeräts 1 ist die Verwendung eines Fototransistors 10 als eine optische Flammwächtereinrichtung, die derart angeordnet ist, daß sie möglichst nahe der Flamme 6 in der Brennkammer 5, aber an einer kühlen Stelle des Drall­ düsenbrenners 3 des Heizgeräts derart liegt, und daß auch eine Verschmutzungsgefahr im Brennbetrieb des Heizgeräts 1 wirksam vermieden wird, die zu einer Beeinträchtigung der Funktions­ weise des optischen berührungslosen Flammwächters führen könnte.

Bezugszeichen

 1 Heizgerät insgesamt
 2 Brennluftgebläse
 3 Dralldüsenbrenner
 4 Zündeinrichtung
 5 Brennkammer
 6 Flamme
 7 Wärmeübertrager
 8 Abgasauslaß
 9 Heizluftauslaß
10 Fototransistor
11 Leitungen desselben
12, 13 Dralldüse
12a, 13a Düsenkörper
12b, 13b Drallerzeuger
14 Stirnplatte
15 Durchgangsbohrung für Brennstoffversorgung
16 Mittelbohrung zur Aufnahme des Fototransistors 10

Claims (4)

1. Brennstoffbetriebenes Heizgerät, insbesondere Fahr­ zeugzusatzheizgerät, mit einem Dralldüsenbrenner (3), der mit Brennstoff und Brennluft zur Erzeugung eines brennbaren Gemisches versorgbar ist, das in einer Brennkammer (5) unter Flammenbildung (6) verbrannt wird, und mit einem Fototran­ sistor (10) als optischer Flammwächter für die Flammenbildung in der Brennkammer (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Flammwächter in der Dralldüse (13) des Dralldüsen­ brenners (3) angeordnet ist.

2. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammwächter im Mittelteil der Drall­ düse (13) angeordnet ist.

3. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dralldüsenbrenner (3) eine von der Brennkammer (5) abgewandt und in einem Brennluftstrom liegende Stirnplatte (14) hat, die eine Mittelbohrung (16) besitzt, in der der Fototransistor (10) aufgenommen ist.

4. Brennstoffbetriebenes Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (14) zur Brennstoff­ zufuhr wenigstens eine außermittig angeordnete Durchgangs­ bohrung (15) hat.