[go: up one dir, main page]

WO2006053527A1 - Vorrichtung zur vorwärμung von flüssigem brennstoff - Google Patents

Vorrichtung zur vorwärμung von flüssigem brennstoff Download PDF

Info

Publication number
WO2006053527A1
WO2006053527A1 PCT/DE2005/002026 DE2005002026W WO2006053527A1 WO 2006053527 A1 WO2006053527 A1 WO 2006053527A1 DE 2005002026 W DE2005002026 W DE 2005002026W WO 2006053527 A1 WO2006053527 A1 WO 2006053527A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
deflecting
heating element
peripheral region
line section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2005/002026
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Schlaus
Sergej Butenko
Matthias Jahn
Mark Geisler
Michael Keppler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of WO2006053527A1 publication Critical patent/WO2006053527A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/20—Preheating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details
    • F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/448—Vaporising devices incorporated with burners heated by electrical means

Definitions

  • the present invention relates to a device for preheating liquid fuel, in particular flüssi ⁇ gem fuel for a heater, with a fuel line section and an arranged in the fuel line section electrical heating element. Furthermore, the invention relates to a heater, in particular a motor vehicle auxiliary heater and / or a Kraftfahr ⁇ zeugstand carvingêt having the inventive device.
  • the low efficiency of the above-described preheating technique results from the fact that the preheater as a whole is warmed up more or less isothermally. This results in high surface temperatures, which in turn cause high losses (heat radiation, convective cooling by the preheater overflowing combustion air and so on).
  • the object of the present invention is to eliminate or at least significantly reduce the risk of formation of deposits.
  • the inventive device for preheating liquid fuel builds on the generic state of the art in that means for deflecting a fuel flow are provided between an outer peripheral region of the heating element and an inner peripheral region of the fuel line section.
  • the fuel preferably enters at the hotter end of the heating element, and out again at the other, preferably cooler, end of the heating element.
  • the means provided according to the invention for deflecting the fuel flow lead to a positively guided flow between the inlet and the outlet. In this way, dead zones in the flow, remindström capablee and the like are safely avoided, so that the risk of formation of deposits eliminated or zu ⁇ least significantly reduced.
  • the means for redirecting the fuel flow in the can cause significant spiral deflection of fuel.
  • a low flow resistance / pressure drop is achieved when the pitch of the spiral and the cross section of the resulting flow channel are large.
  • the spiral deflection takes place in turns around the fuel pipe section longitudinal axis.
  • the best possible efficiency in terms of heat transfer is achieved when the pitch of the spiral and the cross section of the flow channel formed are small, which leads to the fact that the flow velocity and the heat transfer are large. It follows that a compromise must be chosen between optimum heat transfer and low flow resistance, which meets all requirements.
  • the means for deflecting the fuel flow to comprise at least one spiral spring arranged in an annular gap formed between the outer peripheral region of the heating element and the inner peripheral region of the fuel line section.
  • This spiral spring is preferably a wire spring, which may additionally act as a heat-transmitting element.
  • the spiral spring at least partially connected to an outer peripheral region of the heating element and / or an Innum- receiving region of the fuel line section is.
  • the spring need not necessarily be connected to the heating element along the entire contact line.
  • a thermal connection of the spring increases the efficiency, since in this case the heat input into the liquid fuel can be done to a very large extent on the spring.
  • the means for deflecting the fuel flow comprise at least one external thread provided on the outer peripheral area of the heating element.
  • the bottom of the spiral thread groove forms the outer peripheral region of the heating element, while the spiral web of the thread constitutes the means for redirecting the fuel flow.
  • the means for deflecting the fuel flow may comprise at least one internal thread provided on the inner circumferential region of the fuel line section.
  • the bottom of the spiral thread groove forms the inner peripheral region of the fuel line section, while the spiral thread ridge constitutes the means for deflecting the fuel flow.
  • the means for deflecting the fuel flow are as close as possible sealed to the outer peripheral region of the heating element and the inner peripheral region of the fuel line section, so that a short-circuit current or a bypass in axial direction can be avoided.
  • the means for deflecting the fuel flow form two or more separate flow channels. In this way, the flow resistance or the pressure loss can be further reduced.
  • the at least two of the two or more separate flow channels are substantially parallel to each other.
  • a two- or multi-start thread or a double or multiple wound spring can be used.
  • the fuel line section has a larger outer circumference than other fuel line sections.
  • Such enlargement of the outer circumference makes it possible to use a heating element with a comparatively large effective surface area without producing excessive pressure losses.
  • the device has an inlet opening, which is arranged in the region of the beginning of at least one channel formed by the means for deflecting the fuel flow. This also avoids dead zones, which are unfavorable because of possible deposition of entrained dirt particles, the formation of fuel deposits as a result of a high residence time of the fuel or the clogging and accumulation of air bubbles. For the same reason, it is preferred that the device has an outlet opening which is arranged in the region of the end of the at least one channel formed by the means for deflecting the fuel flow.
  • the outer peripheral region of the heating element is at least partially formed by a sleeve.
  • the heating element surface is not directly overflowed because the sleeve separates the fuel and the actual heating element.
  • the wall thickness of the sleeve is preferably to be kept so low that the heat capacity of the sleeve is smaller than the heat capacity of the fuel in the device.
  • each heater in particular each additional motor vehicle heater and / or each motor vehicle parking heater having the device according to the invention falls within the scope of the appended claims.
  • adjustable pressure loss in the preheater by suitable selection of the cross section and the length of the flow channel or of the flow channels;
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 7 shows a seventh embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 8 shows an eighth embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of an embodiment of the heater according to the invention.
  • FIGS. 1 to 9 identical or similar elements are provided with the same reference numerals.
  • a substantially cylindrical electrical heating element 14 is coaxial in an embodiment.
  • a likewise substantially cylindrical fuel line section 12 is arranged, wherein the only partially illustrated electrical connecting lines are designated by 54.
  • the fuel flow direction is represented by respective arrows, which carry the reference numeral 36 at the inlet or outlet.
  • the respective means 20 to 34 for deflecting the fuel flow 36 cause a substantially spiral deflection of fuel, wherein the spiral deflection takes place in turns around the fuel line section longitudinal axis, as it does is indicated by the respective arrows.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are formed by a spiral spring 20 which is arranged in an annular gap 38 which is formed between the outer peripheral region 16 of the heating element 14 and the inner peripheral region 18 of the fuel conduit section 12 ,
  • the coil spring 20 preferably made of wire is thermally bonded to the electric heating element 14, so that the active heating surface is increased.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are formed by an external thread 22 provided on the outer peripheral region 16 of the heating element 14, which is embossed or cut can be.
  • an optimal efficiency is obtained since the outer surface of the heating element 14 and thus the surface effective for the heat transfer are particularly large.
  • the bottom of the thread groove forms the outer peripheral portion 16 of the heating element 14, while the threaded ridge provides the means for deflecting the fuel flow 36.
  • Vor ⁇ preferably the threaded ridge is under sealing with the inner peripheral portion 18 of the fuel line section 12 in connection.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are formed by an internal thread 24 provided on the inner peripheral region 18 of the fuel line section 12.
  • the bottom of the thread groove forms the inner peripheral region 18 of the fuel line section 12, and the thread ridge constitutes the means for deflecting the fuel flow 36.
  • the thread ridge is preferably under sealing with the outer peripheral region 16 of FIG.
  • Heating element 14 in conjunction.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are formed by a double-wound spiral spring 26, so that two parallel spiral flow passages result.
  • the flow resistance can advantageously be reduced. It is advantageous if the fuel is introduced and discharged along the preheater axis.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are likewise formed by a short spiral spring 28 in this case. 5 shows a preferred arrangement of a Auslass ⁇ réelle 50 in the region of the end of the flow channel formed by the spring 28. Such an outlet opening 50 minimizes dead volumes and the associated disadvantages already explained.
  • FIG. 5 also shows that the outer circumference of the fuel line section 12 is larger than the outer circumference of other fuel line sections 46.
  • the means for deflecting the fuel flow 36 are also formed by a spiral spring, which is provided in this case by the reference numeral 30.
  • FIG. 6 shows a particularly preferred arrangement of the inlet opening 48.
  • the inlet opening 48 is arranged in the region of the beginning of the flow channel formed by the spring 30 in order to avoid adverse dead volumes on the input side.
  • FIG. 6 shows that the fuel feed line 44 also has a smaller cross section than the fuel line section 12.
  • a spiral spring 32 forms the means for deflecting the fuel flow 36, the fuel in this case being supplied in the axial direction, resulting in a very good flow of the annular gap 38.
  • the outer peripheral region 16 of the heating element 14 is formed by a sleeve 52, that is to say the fuel does not come into direct contact with the actual heating element 14.
  • the wall thickness of the sleeve 52 is kept so low that the heat capacity of the sleeve 52 is smaller than the saukapa ⁇ capacity of the fuel in the preheater.
  • a coil spring which is designated 34.
  • FIG. 9 shows a greatly simplified schematic representation of a heating device 100 which has a combustion chamber 110.
  • the combustion chamber 110 is supplied with liquid fuel via a nozzle arrangement 112 of no interest here.
  • the liquid fuel passes via a fuel line section 44 to a device 10 for preheating the liquid fuel.
  • the apparatus 10 may be in accordance with any of the above-discussed embodiments.
  • the preheated fuel passes via a fuel line section 46 to the nozzle arrangement 112. Overall, the preheating of the fuel causes it to be vaporized more easily, which has a positive effect on the combustion behavior.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Vorwärmung von flüssigem Brennstoff , insbesondere flüssigem Brennstoff für ein Heizgerät (100) , mit einem Brennstoff leitungsabschnitt (12) und einem in dem Brennstoff leitungsabschnitt (12) angeordneten elektrischen Heizelement (14). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen einem Außenumfangsbereich (16) des Heizelements (14) und einem Innen- umf angsbereich (18) des Brennstoff leitungsabschnitt s (12) Mittel (20-34) zur Umlenkung einer Brennstoff Strömung (36) vorgesehen sind.Weiterhin betrifft die Erfindung ein Heizgerät (100) , das die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.

Description

Vorrichtung zur Vorwäπαung von flüssigem Brennstoff
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorwärmung von flüssigem Brennstoff, insbesondere flüssi¬ gem Brennstoff für ein Heizgerät, mit einem Brennstofflei- tungsabschnitt und einem in dem Brennstoffleitungsab- schnitt angeordneten elektrischen Heizelement. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Heizgerät, insbesondere ein Kraftfahrzeugzusatzheizgerät und/oder ein Kraftfahr¬ zeugstandheizgerät, das die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist.
Beispielsweise im Zusammenhang mit der Vorwärmung von flüssigem Brennstoff für Fahrzeugheizgeräte ist es be¬ kannt, den Brennstoff indirekt in einem von dem Brennstoff durchströmten Vorwärmer zu erwärmen. Das Vorwärmer-Bauteil wird durch eine in den Vorwärmer integrierte Heizpatrone aufgeheizt und erwärmt seinerseits den von Brennstoff durchströmten Bereich. Die Heizpatrone selbst wird dabei nicht von Brennstoff berührt. Ein Beispiel für eine derar- tige Lösung ist die aus der DE 39 18 663 Al bekannte An¬ ordnung zur Brennstoffvorwärmung für einen Ultraschallzer¬ stäuber für Heizgeräte.
Nachteilig bei dieser Art der Brennstoffvorwärmung sind das langsame Ansprechverhalten und der niedrige Wirkungs¬ grad des Vorwärmers. Das langsame Ansprechverhalten ergibt sich daraus, dass eine große Bauteilmasse erwärmt werden muss, bevor die brennstoffführenden Wände auf die erfor¬ derliche Temperatur gebracht sind. Diese große thermische Trägheit kann nur durch eine entsprechend hohe Leistung der Heizpatrone kompensiert werden. Diese Maßnahme hat a- ber den Nachteil hoher Bauteilkosten und eines hohen Startenergieverbrauchs. Weiterhin erschwert die große thermische Trägheit eine schnelle Regelung des Vorwärmers. Eine schnelle Regelung ist jedoch vorteilhaft, um schwie- rig zu handhabende Betriebszustände wirksam steuern zu können, beispielsweise eine nicht-anliegende Brennstoff¬ säule, ein Auftreten großer Blasen in der Brennstofflei- tung und so weiter. Der niedrige Wirkungsgrad der oben be¬ schriebenen Vorwärmtechnik ergibt sich daraus, dass der Vorwärmer als Ganzes mehr oder weniger isotherm aufgewärmt wird. Daraus resultieren hohe Oberflächentemperaturen, die wiederum hohe Verluste bewirken (Wärmestrahlung, konvekti- ve Kühlung durch den Vorwärmer überströmende Brennluft und so weiter) .
Zur Lösung dieses Problems ist es aus der DE 35 05 206 Al bereits bekannt, das Heizaggregat in Form eines innerhalb des vom Kraftstoff durchströmten Leitungshohlraums ange¬ ordneten Heizstabes auszubilden.
Diese Lösung erzielt zwar ein schnelleres Ansprechverhal¬ ten und ergibt auch einen besseren Wirkungsgrad, führt a- ber zu neuen Problemen. Denn durch Totzonen in der Strö¬ mung, Rückströmgebiete und ähnliches besteht das Risiko, dass Brennstoff über längere Zeit mit der heißen Oberflä- che des Heizelements in Kontakt bleibt und deshalb zu Ab¬ lagerungen führt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Risiko der Bildung von Ablagerungen zu beseitigen oder zu¬ mindest deutlich zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Er¬ findung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vorwärmung von flüs- sigem Brennstoff baut auf den gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zwischen einem Außenumfangsbe- reich des Heizelements und einem Innenumfangsbereich des Brennstoffleitungsabschnitts Mittel zur Umlenkung einer BrennstoffStrömung vorgesehen sind. Dabei tritt der Brenn- stoff vorzugsweise an dem heißeren Ende des Heizelements ein, und am anderen, vorzugsweise kühleren Ende des Heiz¬ elements wieder aus. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Mit¬ tel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung führen zu einer zwangsgeführten Strömung zwischen dem Einlass und dem Aus- lass. Auf diese Weise werden Totzonen in der Strömung, Rückströmgebiete und ähnliches sicher vermieden, so dass das Risiko der Bildung von Ablagerungen beseitigt oder zu¬ mindest deutlich gesenkt wird.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung eine im We- sentlichen spiralförmige Umlenkung von Brennstoff bewirken können. Ein niedriger Strδmungswiderstand/Druckverlust wird erreicht, wenn die Steigung der Spirale sowie der Querschnitt des resultierenden Strömungskanals groß ist.
In diesem Zusammenhang wird weiterhin bevorzugt, dass die spiralförmige Umlenkung in Windungen um die Brennstofflei- tungsabschnittslängsachse herum erfolgt. Der bestmögliche Wirkungsgrad hinsichtlich des Wärmeübergangs wird dabei erreicht, wenn die Steigung der Spirale sowie der Quer¬ schnitt des gebildeten Strömungskanals klein sind, was da¬ zu führt, dass die Strömungsgeschwindigkeit und der Wärme¬ übergang groß sind. Daraus ergibt sich, dass ein Kompro- miss zwischen optimalem Wärmeübergang und niedrigem Strö- mungswiderstand zu wählen ist, der alle Anforderungen er¬ füllt.
Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Mittel zur Um- lenkung der BrennstoffStrömung zumindest eine in einem zwischen dem Außenumfangsbereich des Heizelements und dem Innenumfangsbereich des Brennstoffleitungsabschnitts ge¬ bildeten Ringspalt angeordnete Spiralfeder umfassen. Bei dieser Spiralfeder handelt es sich vorzugsweise um eine Drahtfeder, die zusätzlich als wärmeübertragendes Element wirken kann.
In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft erachtet, dass die Spiralfeder zumindest abschnittsweise mit einem Außenumfangsbereich des Heizelements und/oder einem Innum- fangsbereich des Brennstoffleitungsabschnitts verbunden ist. Die Feder muss nicht notwendigerweise längs der ge¬ samten Berührungslinie mit dem Heizelement verbunden sein. Eine thermische Anbindung der Feder steigert jedoch den Wirkungsgrad, da in diesem Fall der Wärmeeintrag in den flüssigen Brennstoff zu einem besonders großen Teil über die Feder erfolgen kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Mittel zur Umlen¬ kung der BrennstoffStrömung zumindest ein auf dem Außenum- fangsbereich des Heizelements vorgesehenes Außengewinde umfassen. In diesem Fall bildet der Boden der spiralförmi¬ gen Gewindenut den Außenumfangsbereich des Heizelements, während der spiralförmige Steg des Gewindes die Mittel zum Umlenken der BrennstoffStrömung darstellt.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung zumindest ein auf dem Innenumfangs¬ bereich des Brennstoffleitungsabschnitts vorgesehenes Innengewinde umfassen. In diesem Fall bildet der Boden der spiralförmigen Gewindenut den Innenumfangsbereich des Brennstoffleitungsabschnitts, während der spiralförmige Gewindesteg die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrö¬ mung darstellt. Bei dieser, wie auch bei allen anderen Ausführungsformen, wird bevorzugt, dass die Mittel zur Um- lenkung der BrennstoffStrömung möglichst unter Abdichtung mit dem Außenumfangsbereich des Heizelements und dem In¬ nenumfangsbereich des Brennstoffleitungsabschnitts in Ver¬ bindung stehen, damit ein Kurzschlussstrom beziehungsweise ein Bypass in axialer Richtung vermieden werden kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mittel zur Umlenkung der Brennstoff¬ strömung zwei oder mehr voneinander getrennte Strömungska¬ näle bilden. Auf diese Weise kann der Strömungswiderstand beziehungsweise der Druckverlust weiter reduziert werden.
Dabei wird besonders bevorzugt, dass die zumindest zwei der zwei oder mehr voneinander getrennten Strömungskanäle im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Beispiels- weise kann ein zwei- oder mehrgängiges Gewinde beziehungs¬ weise eine doppelt oder mehrfach gewickelte Feder verwen¬ det werden.
Weiterhin wird bevorzugt, dass der Brennstoffleitungsab- schnitt einen größeren Außenumfang als andere Brennstoff- leitungsabschnitte aufweist. Eine derartige Vergrößerung des Außenumfangs ermöglicht den Einsatz eines Heizelements mit einer vergleichbar großen wirksamen Oberfläche ohne zu große Druckverluste zu erzeugen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass sie eine Einlassöffnung aufweist, die im Bereich des Anfangs zumindest eines durch die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung gebildeten Kanals angeordnet ist. Auch dadurch werden Totzonen ver¬ mieden, die wegen möglicher Ablagerung von mitgeführten Schmutzpartikeln, der Bildung von Brennstoffablagerungen in Folge hoher Verweilzeit des Brennstoffs oder des Ver- harrens und Ansammeins von Luftbläschen ungünstig sind. Aus dem gleichen Grund wird bevorzugt, dass die Vorrich¬ tung eine Auslassöffnung aufweist, die im Bereich des En¬ des zumindest eines durch die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung gebildeten Kanals angeordnet ist.
Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Heizelements kann vorgesehen sein, dass der Außenumfangs- bereich des Heizelements zumindest abschnittsweise durch eine Hülse gebildet ist. In diesem Fall wird die Heizele- mentoberflache nicht direkt überströmt, weil die Hülse den Brennstoff und das eigentliche Heizelement trennt. Die Wandstärke der Hülse ist dabei vorzugsweise so niedrig zu halten, dass die Wärmekapazität der Hülse kleiner als die Wärmekapazität des in der Vorrichtung befindlichen Brenn- Stoffs ist.
Jedes Heizgerät, insbesondere jedes Kraftfahrzeugzusatz- heizgerät und/oder jedes Kraftfahrzeugstandheizgerät, das die erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist, fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich durch die vorliegende Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile ergeben:
hoher Wirkungsgrad des Vorwärmers bei gleichzeitig kleiner Baugröße;
kleine Wärmekapazität und damit schnelles Ansprech- verhalten und gute Regelbarkeit des Vorwärmers; einstellbarer Druckverlust im Vorwärmer durch geeig¬ nete Wahl des Querschnitts und der Länge des Strö¬ mungskanals beziehungsweise der Strömungskanäle;
- geringes Flüssigkeitsvolumen und damit geringes Volu¬ men an Brennstoff, das bei der Vorheizung des Vorwär¬ mers (Brennstoffmassenstrom Null) infolge thermischer Ausdehnung des Brennstoffs ausgefördert wird;
- geringes Risiko der Bildung von Ablagerungen aufgrund der Vermeidbarkeit von Totzonen und Rückströmgebie¬ ten;
einfacher Aufbau, der zu niedrigen Bauteilkosten führt; und
bei der Variante der in die Hülse eingesteckten Heiz¬ patrone wird der Kontakt von Brennstoff und Heizele¬ ment vermieden, was eine besonders einfache Lösung für die Abdichtung des Vorwärmers darstellt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol¬ gend anhand der zugehörigen Zeichnungen beispielhaft er¬ läutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung; Figur 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemä- ßen Vorrichtung;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung;
Figur 5 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung;
Figur 6 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung;
Figur 7 eine siebte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Vorrichtung;
Figur 8 eine achte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
Figur 9 eine schematische Darstellung einer Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Heizgeräts.
In den Figuren 1 bis 9 sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei allen in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausfüh¬ rungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vorwär- mung von flüssigem Brennstoff ist ein im Wesentlichen zy¬ linderförmiges elektrisches Heizelement 14 coaxial in ei- nem ebenfalls im Wesentlichen zylindrischen Brennstofflei- tungsabschnitt 12 angeordnet, wobei die nur teilweise dar¬ gestellten elektrischen Anschlussleitungen mit 54 bezeich¬ net sind. Die BrennstoffStrömungsrichtung ist durch jewei- lige Pfeile dargestellt, die am Ein- beziehungsweise Aus- lass das Bezugszeichen 36 tragen. Weiterhin ist den in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen gemeinsam, dass die jeweiligen Mittel 20 bis 34 zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 eine im Wesentlichen spiralförmige Umlenkung von Brennstoff bewirken, wobei die spiralförmige Umlenkung in Windungen um die Brennstoffleitungsabschnitt- längsachse herum erfolgt, wie es durch die jeweiligen Pfeile angedeutet ist.
Nachfolgend werden die jeweiligen Besonderheiten der ein¬ zelnen Ausführungsformen erläutert.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 durch eine Spiralfeder 20 gebildet, die in einem Ringspalt 38 ange¬ ordnet ist, der zwischen dem Außenumfangsbereich 16 des Heizelements 14 und dem Innenumfangsbereich 18 des Brenn¬ stoffleitungsabschnitts 12 gebildet wird. Die vorzugsweise aus Draht hergestellte Spiralfeder 20 ist thermisch an das elektrische Heizelement 14 angebunden, so dass die aktive Heizoberfläche vergrößert wird.
Gemäß der Ausführungsform von Figur 2 sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 durch ein auf dem Au- ßenumfangsbereich 16 des Heizelements 14 vorgesehenes Au¬ ßengewinde 22 gebildet, das aufgeprägt oder geschnitten sein kann. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein op¬ timaler Wirkungsgrad, da die Außenfläche des Heizelements 14 und somit die für die Wärmeübertragung wirksame Ober¬ fläche besonders groß ist. Bei dieser Ausführungsform bil- det der Boden der Gewindenut den Außenumfangsbereich 16 des Heizelements 14, während der Gewindesteg die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 darstellt. Vor¬ zugsweise steht der Gewindesteg unter Abdichtung mit dem Innenumfangsbereich 18 des Brennstoffleitungsabschnitts 12 in Verbindung.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 durch ein auf dem Innenumfangsbereich 18 des Brennstoffsleitungsab- Schnitts 12 vorgesehenes Innengewinde 24 gebildet. In die¬ sem Fall bildet der Boden der Gewindenut den Innenumfangs¬ bereich 18 des Brennstoffleitungsabschnitts 12, und der Gewindesteg stellt die Mittel zur Umlenkung der Brenn¬ stoffStrömung 36 dar. Der Gewindesteg steht dabei vorzugs- weise unter Abdichtung mit dem Außenumfangsbereich 16 des
Heizelements 14 in Verbindung.
Gemäß der Ausführungsform von Figur 4 sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 durch eine doppelt ge- wickelte Spiralfeder 26 gebildet, so dass sich zwei paral¬ lele spiralförmige Strömungskanäle ergeben. Durch den Ein¬ satz von zwei oder mehr vorzugsweise parallelen Strömungs¬ kanälen kann der Strömungswiderstand in vorteilhafter Wei¬ se gesenkt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Brennstoff längs der Vorwärmerachse ein- und ausgeleitet wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 ebenfalls durch eine in diesem Fall kurze Spiralfeder 28 gebildet. Dabei zeigt Figur 5 eine bevorzugte Anordnung einer Auslassδffnung 50 im Bereich des Endes des durch die Feder 28 gebildeten Strömungskanals. Durch eine derartige Auslassöffnung 50 werden Totvolumen und die damit verbundenen, bereits er¬ läuterten Nachteile minimiert. Figur 5 ist ebenfalls zu entnehmen, dass der Außenumfang des Brennstoffleitungsab- schnitts 12 größer als der Außenumfang von anderen Brenn¬ stoffleitungsabschnitten 46 ist.
Bei der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform sind die Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 ebenfalls durch eine Spiralfeder gebildet, die in diesem Fall mit dem Bezugszeichen 30 versehen ist. Figur 6 ist eine beson¬ ders bevorzugte Anordnung der Einlassöffnung 48 zu entneh¬ men. Die Einlassöffnung 48 ist dabei im Bereich des An- fangs des durch die Feder 30 gebildeten Strömungskanals angeordnet, um eingangsseitig nachteilige Totvolumen zu vermeiden. Weiterhin ist Figur 6 zu entnehmen, dass auch die Brennstoffzuführleitung 44 einen geringeren Quer¬ schnitt als der Brennstoffleitungsabschnitt 12 aufweist.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 bildet wieder eine Spiralfeder 32 die Mittel zur Umlenkung der Brennstoff¬ strömung 36, wobei der Brennstoff in diesem Fall in axia¬ ler Richtung zugeführt wird, wodurch sich eine sehr gute Anströmung des Ringspalts 38 ergibt. Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform ist der Außenumfangsbereich 16 des Heizelements 14 durch eine Hül¬ se 52 gebildet, das heißt der Brennstoff kommt nicht di¬ rekt mit dem eigentlichen Heizelement 14 in Kontakt. Dabei ist die Wandstärke der Hülse 52 so niedrig gehalten, dass die Wärmekapazität der Hülse 52 kleiner als die Wärmekapa¬ zität des im Vorwärmer befindlichen Brennstoffs ist. Als Mittel zur Umlenkung der BrennstoffStrömung 36 dient auch in diesem Fall eine Spiralfeder, die mit 34 bezeichnet ist.
Figur 9 zeigt eine stark vereinfachte schematische Dar¬ stellung eines Heizgeräts 100, das eine Brennkammer 110 aufweist. Der Brennkammer 110 wird über eine hier nicht näher interessierende Düsenanordnung 112 flüssiger Brenn- ■ Stoff zugeführt. Der flüssige Brennstoff gelangt über ei¬ nen Brennstoffleitungsabschnitt 44 zu einer Vorrichtung 10 zur Vorwärmung des flüssigen Brennstoffs. Die Vorrichtung 10 kann irgendeiner der vorstehen erläuterten Ausführungs- formen entsprechen. Der vorgewärmte Brennstoff gelangt ü- ber einen Brennstoffleitungsabschnitt 46 zu der Düsenan¬ ordnung 112. Insgesamt führt die Vorwärmung des Brenn¬ stoffs dazu, dass dieser leichter verdampft werden kann, was das Brennverhalten positiv beeinflusst.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste:
10 Vorrichtung zur Vorwärmung von Brennstoff 12 Brennstoffleitungsabschnitt
14 Heizelement
16 Außenumfangsbereich
18 Innenumfangsbereich
20 Spiralfeder 22 Außengewinde
24 Innengewinde
26 doppelt gewickelte Spiralfeder
28 Spiralfeder
30 Spiralfeder 32 Spiralfeder
34 Spiralfeder
36 BrennstoffStrömung
38 Ringspalt
40 Strömungskana1 42 Strömungskana1
44 Brennstoffzuführleitung
46 anderer Brennstoffleitungsabschnitt
48 Einlassöffnung
50 Auslassöffnung 52 Hülse
• 54 Anschlussleitungen
100 Heizgerät
110 Brennkammer
112 Düsenanordnung

Claims

ANSPRUCHE
1. Vorrichtung (10) zur Vorwärmung von flüssigem Brenn¬ stoff, insbesondere flüssigem Brennstoff für ein Heizgerät (100) , mit einem Brennstoffleitungsabschnitt (12) und ei- nem in dem Brennstoffleitungsabschnitt (12) angeordneten elektrischen Heizelement (14) , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Außenumfangsbereich (16) des Heizele¬ ments (14) und einem Innenumfangsbereich (18) des Brenn¬ stoffleitungsabschnitts (12) Mittel (20 - 34) zur Umlen- kung einer BrennstoffStrömung (36) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (20 - 34) zur Umlenkung der Brennstoff- Strömung (36) eine im Wesentlichen spiralförmige Umlenkung von Brennstoff bewirken können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmige Umlenkung in Windungen um die Brennstoffleitungsabschnittslangsach.se herum erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Mittel (20; 26 - 34) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) zumindest eine in einem zwischen dem Außenumfangsbereich (16) des Heizelements (14) und dem Innenumfangsbereich (18) des Brennstoffleitungsabschnitts (12) gebildeten Ringspalt (38) angeordnete Spiralfeder (20; 26 - 34) umfassen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (20; 26 - 34) zumindest abschnitts¬ weise mit einem Außenumfangsbereich (18) des Heizelements (14) und/oder einem Innumfangsbereich (18) des Brennstoff- leitungsabschnitts (12) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (22) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) zumindest ein auf dem Außenum- fangsbereich (16) des Heizelements (14) vorgesehenes Au¬ ßengewinde (22) umfassen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (24) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) zumindest ein auf dem Innenum- fangsbereich (18) des Brennstoffleitungsabschnitts (12) vorgesehenes Innengewinde (24) umfassen.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (26) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) zwei oder mehr voneinander ge- trennte Strömungskanäle (40, 42) bilden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei der zwei oder mehr voneinander ge¬ trennten Strömungskanäle (40, 42) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffleitungsab- schnitt (12) einen größeren Außenumfang als andere Brenn¬ stoffleitungsabschnitte (44, 46) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einlassöffnung (48) aufweist, die im Bereich des Anfangs zumindest eines durch die Mittel (20 - 34) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) gebildeten Kanals angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auslassöffnung (50) aufweist, die im Bereich des Endes zumindest eines durch die Mittel (20 - 34) zur Umlenkung der BrennstoffStrömung (36) gebildeten Kanals angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfangsbereich (16) des Heizelements (14) zumindest abschnittsweise durch eine Hülse (52) gebildet ist.
14. Heizgerät (100), insbesondere Kraftfahrzeugzusatz- heizgerät und/oder Kraftfahrzeugstandheizgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung (10) zur Vorwär¬ mung von flüssigem Brennstoff nach einem der vorhergehen¬ den Ansprüche aufweist.
PCT/DE2005/002026 2004-11-17 2005-11-09 Vorrichtung zur vorwärμung von flüssigem brennstoff Ceased WO2006053527A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410055436 DE102004055436B4 (de) 2004-11-17 2004-11-17 Vorrichtung zur Vorwärmung von flüssigem Brennstoff
DE102004055436.6 2004-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006053527A1 true WO2006053527A1 (de) 2006-05-26

Family

ID=35781592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2005/002026 Ceased WO2006053527A1 (de) 2004-11-17 2005-11-09 Vorrichtung zur vorwärμung von flüssigem brennstoff

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004055436B4 (de)
WO (1) WO2006053527A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021112550A1 (de) 2021-05-14 2022-11-17 Webasto SE Mobile Heizvorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer mobilen Heizvorrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB848203A (en) * 1956-06-23 1960-09-14 Frank Wykes Improvements in and relating to liquid fuel burning devices
GB858875A (en) * 1958-08-28 1961-01-18 Frank Wykes Improvements in and connected with liquid fuel burners
US4301966A (en) * 1976-11-12 1981-11-24 Anton Schwarz Oil burner
DE3428484A1 (de) * 1984-08-02 1986-02-13 Triatherm Elektrowärme GmbH, 6053 Obertshausen 2 Elektrischer durchflusserhitzer fuer oelbrenner
US4877395A (en) * 1987-06-22 1989-10-31 Gary Schubach System control means to preheat waste oil for combustion
US6461148B1 (en) * 2000-09-28 2002-10-08 Mcdermott Technology, Inc. Compact, high-temperature, low-flow rate, liquid fuel-fired burner

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2846282C2 (de) * 1977-11-02 1982-08-26 Anton 6020 Innsbruck Schwarz Ölvorwärmeinrichtung für einen Druckzerstäuberbrenner
DE3505206A1 (de) * 1985-02-15 1986-08-21 Robert 8933 Graben Höchtl Vorrichtung zur vorwaermung von dieselkraftstoff
DE3918663A1 (de) * 1989-06-08 1990-12-13 Eberspaecher J Anordnung zur brennstoffvorwaermung fuer einen ultraschallzerstaeuber fuer heizgeraete
AT398620B (de) * 1991-01-16 1995-01-25 Schwarz A & Co Ölvorwärmeeinrichtung für einen druckzerstäuberbrenner
DE19860196C1 (de) * 1998-12-24 2000-01-27 Webasto Thermosysteme Gmbh Fahrzeugheizgerät mit Brennstoffvorerwärmung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB848203A (en) * 1956-06-23 1960-09-14 Frank Wykes Improvements in and relating to liquid fuel burning devices
GB858875A (en) * 1958-08-28 1961-01-18 Frank Wykes Improvements in and connected with liquid fuel burners
US4301966A (en) * 1976-11-12 1981-11-24 Anton Schwarz Oil burner
DE3428484A1 (de) * 1984-08-02 1986-02-13 Triatherm Elektrowärme GmbH, 6053 Obertshausen 2 Elektrischer durchflusserhitzer fuer oelbrenner
US4877395A (en) * 1987-06-22 1989-10-31 Gary Schubach System control means to preheat waste oil for combustion
US6461148B1 (en) * 2000-09-28 2002-10-08 Mcdermott Technology, Inc. Compact, high-temperature, low-flow rate, liquid fuel-fired burner

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004055436B4 (de) 2008-04-17
DE102004055436A1 (de) 2006-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1525426B1 (de) Mikrostrukturapparat zum erhitzen und zerstäuben eines fluids
EP0017057A1 (de) Vorrichtung zum Vorwärmen von Heizöl
EP3489603B1 (de) Wärmetauscher
DE112007003062T5 (de) Ionentransferröhre mit Mehrfachbohrung zu Einzelbohrung
EP2100028A1 (de) Düsenbaugruppe für ein einspritzventil und einspritzventil
WO2018154063A1 (de) Wärmeübertrager und reaktor
EP3022510A1 (de) Wärmeübertrager mit elastischem element
DE102005023956A1 (de) Kompakter Totalverdampfer
EP3096105A1 (de) Kraftfahrzeug-wärmeübertragersystem
EP0905447B1 (de) Vorrichtung zum Verdampfen von flüssigen Brennstoffen
DE102012220433A1 (de) Kraftstoffeinspritzanlage mit Vorheizeinrichtung
WO2006053527A1 (de) Vorrichtung zur vorwärμung von flüssigem brennstoff
EP3009780A1 (de) Wärmeübertrager
WO2018024477A1 (de) Elektrisch beheizbarer wabenkörper zur abgasbehandlung mit einer mehrzahl von heizelementen
CH618005A5 (en) Method for charging a thermal treatment device with a medium, and ductwork for carrying it out
EP2462334B1 (de) Vorwärmvorrichtung zum vorwärmen von flüssigem und/oder gasförmigem treibstoff für eine brennkraftmaschine
EP0224838A1 (de) Wärmeaustauscher
DE102008046471B4 (de) Dampfgenerator
WO2018099712A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere abgaswärmetauscher, für ein kraftfahrzeug
DE2912000A1 (de) Vorrichtung zum vorwaermen von heizoel
DE102007010958A1 (de) Heizölvorwärmer
DE102004022302A1 (de) Verdampferelement für flüssige Brennstoffe
EP0469279B1 (de) Pflegeplatz zur Pflege ärztlicher und zahnärztlicher Instrumente mit einem Erhitzer für ein Medium
DE10044320B4 (de) Heizölvorwärmer
DD215919A3 (de) Verdampfer fuer eine fluessiggasanlage

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05816365

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1