-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe, insbesondere
für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen Träger,
an dem Träger poröses Verdampfermedium und eine
Brennstoffzuführleitung zum Einspeisen von flüssigem
Brennstoff durch eine Öffnung in den Träger in
das poröse Verdampfermedium.
-
Die
DE 10 2004 020 507
A1 offenbart eine Verdampferanordnung zur Erzeugung eines
Kohlenwasserstoffdampf/Mischmaterial-Gemisches, bei welcher im Bodenbereich
eines Verdampfergehäuses poröses Verdampfermaterial
angeordnet ist. Durch eine durch eine Bodenwandung hindurchgeführte
Brennstoffzuführleitung wird flüssiger Kohlenwasserstoff
in das poröse Verdampfermedium eingespeist. Um hier eine
direkte Brennstoffübergabe zwischen der Brennstoffzuführleitung
und dem porösen Verdampfermedium zu erlangen, kann dieses
an seiner der Bodenwandung zugewandten Rückseite mit einer
Aussparung versehen sein, in welche das freie Ende der Brennstoffzuführleitung
derart eingreift, dass ein schneidenartiger Randbereich am freien Ende
der Brennstoffzuführleitung in das poröse Verdampfermedium
eingreift. Somit tritt der aus der Brennstoffzuführleitung
abgegebene flüssige Kohlenwasserstoff direkt in den Innenvolumenbereich des
porösen Verdampfermediums ein.
-
Die
DE 101 20 027 A1 offenbart
eine Verdampferbaugruppe für ein Heizgerät zum
Beheizen des Innenraums eines Fahrzeugs, bei welcher in einem schalenartigen
Träger ein poröses Verdampfermedium angeordnet
ist. Durch eine Bodenwandung des Trägers hindurch wird über
eine Brennstoffzuführleitung flüssiger Brennstoff
eingeleitet. Die Rückseite des porösen Verdampfermediums
ist von einer mit Durchtrittsöffnungen versehenen Platte überdeckt,
so dass zwischen der Bodenwandung des schalenartigen Trägers
und der gesamten Rückseite des porösen Verdampfermediums
ein Zwischenspeichervolumen gebildet ist, in welches der flüssige Brennstoff
nach Austritt aus der Brennstoffzuführleitung eintritt.
Durch die Durchtrittsöffnungen hindurch gelangt der auf
diese Art und Weise bereits über die gesamte Rückseite
des porösen Verdampfermediums vorverteilte flüssige
Brennstoff in den innenvolumenbereich des porösen Verdampfermediums.
-
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdampferbaugruppe,
insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät vorzusehen,
bei welcher für ein verbessertes Verteilungsverhalten des
aus einer Brennstoffzuführleitung abgegebenen flüssigen Brennstoffs
in einem porösen Verdampfermedium gesorgt ist.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Verdampferbaugruppe, insbesondere
für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen Träger,
an dem Träger poröses Verdampfermedium und eine Brennstoffzuführleitung
zum Einspeisen von flüssigem Brennstoff durch eine Öffnung
in dem Träger in das poröse Verdampfermedium,
wobei ein Zwischenspeichervolumen wenigstens zum Teil in dem porösen
Verdampfermedium ausgebildet ist zur Aufnahme von flüssigem
Brennstoff aus der Brennstoffzuführleitung und zur Weitergabe
des darin aufgenommenen flüssigen Brennstoffs in das poröse
Verdampfermedium.
-
Dadurch,
dass bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ein Zwischenspeichervolumen
zumindest zum Teil in dem porösen Verdampfermedium selbst ausgebildet
ist, wird einerseits die Möglichkeit geschaffen, dass der
aus der Brennstoffzuführleitung austretende Brennstoff
im Bereich dieses Zwischenspeichervolumens bereits tiefer in das
poröse Verdampfermedium eindringt. Gleichzeitig wird ein
vergrößerter Oberflächenbereich bereitgestellt,
welcher das im porösen Verdampfermedium gebildete Zwischenspeichervolumen
begrenzt und über welchen der flüssige Brennstoff
dann im porösen Verdampfermedium aufgenommen und dort durch
Kapillarförderwirkung weiter verteilt wird.
-
Durch
die Ausgestaltung des Zwischenspeichervolumens wenigstens zum Teil
in dem porösen Verdampfermedium wird dieses poröse
Verdampfermedium dort, wo ein Zwischenspeichervolumen vorhanden
ist, im Allgemeinen eine geringere Materialstärke aufweisen.
Um zu verhindern, dass aus der Brennstoffzuführleitung
abgegebener und in das Zwischenspeichervolumen eintretender flüssiger
Brennstoff unmittelbar durch das poröse Verdampfermedium
hindurchtritt und in tröpfchenartiger Form in Richtung
zu einer Brennkammer oder Verdampfungskammer abgegeben wird, wird
vorgeschlagen, dass wenigstens in einem einer Abgabeöffnung
der Brennstoffzuführleitung gegenüber liegenden
Oberflächenbereich das poröse Verdampfermedium
mit geringerer Porosität ausgebildet ist, als in einem
zur Abgabe von Brennstoffdampf vorgesehenen Oberflächenbereich
des porösen Verdampfermediums. Um diesen Effekt möglichst
effizient nutzen zu können, kann beispielsweise vorgesehen
sein, dass das poröse Verdampfermedium in seinem gesamten
dem Zwischenspeichervolumen zugewandten Oberflächenbereich mit
geringerer Porosität ausgebildet ist.
-
Ein
möglichst großflächiger Kontakt zwischen
dem porösen Verdampfermedium und dem Träger kann
dadurch erreicht werden, dass das Zwischenspeichervolumen nur in
dem porösen Verdampfermedium ausgebildet ist. Durch diese
Ausgestaltung wird weiterhin dafür gesorgt, dass nicht durch
an der Rückseite des porösen Verdampfermediums
entstehende spaltartige Zwischenräume zwischen dem Träger
und dem porösen Verdampfermedium eine undefinierte, insbesondere
auch stark schwerkraftbeeinflusste Brennstoffverteilung stattfindet.
-
Bei
einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass
das Zwischenspeichervolumen zum Teil im Träger ausgebildet
ist. Dies kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn bei nur begrenzter
Dicke des porösen Verdampfermediums der zur Aufnahme von
flüssigem Brennstoff genutzte Innenraum des Zwischenspeichervolumens
möglichst groß gestaltet werden soll.
-
Bei
einer besonders einfach zu realisierenden Ausgestaltungsform kann
vorgesehen sein, dass das Zwischenspeichervolumen im porösen
Verdampfermedium durch Einprägen gebildet ist. Bei dieser Art
und Weise der Herstellung des Zwischenspeichervolumens wird gleichzeitig
dafür gesorgt, dass die poröse Struktur des porösen
Verdampfermediums in dem das Zwischenspeichervolumen umgebenden
Bereich durch die pressende Belastung derart verändert
wird, dass dort eine geringere Porosität vorhanden ist,
als in den dann weiter entfernten liegenden Volumenbereichen. Wie
bereits vorangehend dargelegt, ist dies besonders daher vorteilhaft, da
das Durchspritzen von Brennstoff durch das vergleichsweise dünne
poröse Verdampfermedium vermieden werden kann.
-
Um über
das Zwischenspeichervolumen eine möglichst gleichmäßige
Verteilung des flüssigen Brennstoffs im porösen
Verdampfermedium erreichen zu können, wird vorgeschlagen,
dass das Zwischenspeichervolumen in einem – bezogen auf
eine Längsmittenachse des Trägers – mittigen
Bereich des porösen Verdampfermediums vorgesehen ist. Die
Brennstoffzuführleitung kann – bezogen auf eine Längsmittenachse
des Trägers – außermittig in diesen einmünden.
Dies vereinfacht die Kombination mit anderen Baugruppen. Diese außermittige
Einleitung kann insbesondere auch in Kombination mit der Einbaulage
einer derartigen Verdampferbaugruppe beispielsweise in ein Fahrzeug
dazu genutzt werden, ungünstige schwerkraftbedingte Verteilungscharakteristiken
zu kompensieren.
-
Zur
Unterstützung der Verdampfung des in dem Zwischenspeichervolumen
in das poröse Verdampfermedium eingeleiteten flüssigen
Brennstoffs kann an einer von dem porösen Verdampfermedium abgewandten
Seite des Trägers eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung
vorgesehen sein.
-
Bei
einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante kann
vorgesehen sein, dass das poröse Verdampfermedium in seinem
kein Zwischenspeichervolumen bereitstellenden Bereich im Wesentlichen
vollständig an dem Träger anliegt. Durch das im
Wesentlichen vollständige Anliegen an dem Träger
werden einerseits die vorangehend bereits angesprochenen möglicherweise
ungewünschten Zwischenräume mit entsprechend undefiniertem Verteilungsverhalten
vermieden. Andererseits kann vor allem dann, wenn eine elektrisch
erregbare Heizeinrichtung die Brennstoffverdampfung unterstützen soll,
auf diese Art und Weise ein verbesserter Wärmeübertrag
zwischen der Heizeinrichtung und dem porösen Verdampfermedium
gewährleistet werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
-
1 eine
Teil-Schnittansicht einer Verdampferbaugruppe;
-
2 eine
Ansicht der in 1 dargestellten Baugruppe in
Blickrichtung II in 1.
-
Die
in 1 teilweise dargestellte Verdampferbaugruppe ist
allgemein mit 10 bezeichnet. Die Verdampferbaugruppe 10 umfasst
einen beispielsweise aus Blechmaterial geformten Träger 12 mit
einer Bodenwandung 14 und einer in der 2 erkennbaren
in einem Außenbereich an die Bodenwandung 14 angrenzenden
Umfangswandung 16. In diesem im Wesentlichen also schalenartig
aufgebauten Träger 12 ist ein poröses
Verdampfermedium 18 vorgesehen. Dieses poröse
Verdampfermedium 18 kann beispielsweise aus Metallgeflecht,
Metallvlies oder sonstigem porösem Material, wie z. B.
Schaumkeramik, Sintermaterial oder dergleichen aufgebaut sein. Das
poröse Verdampfermedium 18 liegt im Wesentlichen
vollflächig an der Bodenwandung 14 bzw. auf der
Umfangswandung 16 des schaltenartigen Trägers
an und kann in diesem durch Einlöten, Einkleben, Einsintern
o. dgl. gehalten sein. In einem zentralen Bereich des schalenartigen
Trägers 12, welcher im Wesentlichen auch definiert
ist durch dessen Längsmittenachse L weist dieser eine in
Richtung von dem porösen Verdampfermedium 18 weg
gerichtete Ausformung 20 mit einer Öffnung 22 auf.
In dieser Öffnung 22 ist ein freies Ende 24 einer
beispielsweise aus Metallrohr aufgebauten Brennstoffzuführleitung 26 eingesetzt
und darin beispielsweise durch Verlötung festgelegt. Ein
Dichtelement 28 kann einen weitergehenden flüssigkeitsdichten
Abschluss zwischen der Ausformung 20 und dem freien Ende 24 der
Brennstoffzuführleitung 26 herstellen.
-
Durch
eine Abgabeöffnung 30 am freien Ende 24 der
Brennstoffzuführleitung 26 kann über diese
Brennstoffzuführleitung 26 zugeführter
flüssiger Brennstoff in den Innenbereich des schalenartigen
Trägers 12, insbesondere in Richtung zum porösen
Verdampfermedium 18 abgegeben werden. Dieses poröse
Verdampfermedium 18 weist in seinen der Öffnung 30 gegenüberliegenden
Bereich ein durch eine Aussparung bzw. Einsenkung 32 bereitgestelltes
Zwischenspeichervolumen 34 auf. Der durch die Öffnung 30 aus
der Brennstoffzuführleitung 96 austretende flüssige
Brennstoff gelangt also zuerst in die Aussparung 32 bzw.
das Zwischenspeichervolumen 34 und tritt an der dieses
Zwischenspeichervolumen 34 begrenzenden Oberfläche 36 des porösen
Verdampfermediums 18 in dieses poröse Verdampfermedium
ein. Da im Vergleich zum Durchmesser der Öffnung 30 das
Zwischenspeichervolumen 34 eine deutlich größere
Querabmessung aufweist, findet im Bereich des Übergangs
von der Brennstoffzuführleitung 26 zu dem porösen
Verdampfermedium 18 bereits eine Vorverteilung des zugeführten
flüssigen Brennstoffs statt, die aufgrund der Tatsache,
dass das Zwischenspeichervolumen 34 in der dargestellten
Ausgestaltungsform vollständig in dem porösen
Verdampfermedium 18 ausgebildet ist, bereits in einem in
das Gesamtvolumen dieses porösen Verdampfermediums 18 integrierten
Bereich erfolgt. Der flüssige Brennstoff kann somit über die
Oberfläche 36 aufgenommen werden und schnell und
gleichmäßig im Innenvolumenbereich des porösen
Verdampfermediums 18 verteilt werden.
-
Die
Einsenkung 32, d. h. das Zwischenspeichervolumen 34,
kann bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform in dem
porösen Verdampfermedium durch Einprägen, beispielsweise
vermittels eines Prägestempels, erfolgen. Die Folge dieser
Art der Herstellung des Zwischenspeichervolumens ist, dass in dem
der Oberfläche 36 nahen Volumenbereich 38 derart
auf die Porenstruktur des porösen Verdampfermediums eingewirkt
wird, dass in diesem Volumenbereich 38 eine geringere Porosität
vorhanden ist, als in den angrenzenden oder weitergehenden Volumenbereichen
des porösen Verdampfermediums, insbesondere dem der Oberfläche 40 desselben
nahen Volumenbereich, über welchen dann auch die Abgabe
des Brennstoffs beispielsweise in Richtung einer Brennkammer erfolgt.
Somit wird sichergestellt, dass insbesondere in demjenigen Bereich des
porösen Verdampfermediums 18, der unmittelbar
der Öffnung 30 gegenüberliegt, ein Durchspritzen des
flüssigen Brennstoffs durch das poröse Verdampfermedium 18,
das in diesem Bereich eine verringerte Dicke aufweist, vermieden
wird. Da der Volumenbereich 38 mit geringerer Porosität
im Wesentlichen das gesamte Zwischenspeichervolumen 34 umgibt,
ist gleichwohl dafür gesorgt, dass der Eintritt des flüssigen
Brennstoffs in das poröse Verdampfermedium 18 über
den Oberflächenbereich 36 im Wesentlichen gleichmäßig
erfolgt. Der Prägevorgang wird jedoch dazu führen,
dass in dem der Öffnung 30 gegenüberliegenden
Teil der Oberfläche 36 die Porosität
geringer ist als in einem die Einsenkung 32 umgebenden
Umfangsbereich 42.
-
Die 1 und 2 zeigen,
dass die Einsenkung 32 bezüglich einer Längsmittenachse
L des schalenartigen Trägers 12 im Wesentlichen
zentriert angeordnet ist. Man erkennt weiter, dass beispielsweise
die Einsenkung 32 mit im Wesentlichen kreisrunder Geometrie
ausgebildet sein kann. Die Brennstoffzuführleitung 26 bzw.
deren Öffnung 30 liegt jedoch bezüglich
der Längsmittenachse L versetzt und speist somit den flüssigen
Brennstoff nicht in den zentralen Bereich der Einsenkung 32 des
Zwischenspeichervolumens 34 ein. Hier kann vorteilhafterweise
die Anordnung so wie in 2 gezeigt sein, also die Einmündung
der Brennstoffzuführleitung in einem oberen Bereich der
Einsenkung 32 liegen, so dass auch bei der schwerkraftbedingten
Bewegung des flüssigen Brennstoffs in der Einsenkung 32 nach
unten die oben liegenden Bereiche der Oberfläche 36 mit
flüssigem Brennstoff bedeckt werden können und auch
dort Brennstoff in das poröse Verdampfermedium 18 eintreten
wird.
-
Man
erkennt in 1 weiter eine an dem vom porösen
Verdampfermedium 18 abgewandten Seite des der Bodenwandung 14 des
Trägers 12 angeordnete elektrisch erregbare Heizeinrichtung 44, beispielsweise
in Form einer Heizwendel oder eines in sonstiger Weise verlaufenden
Heizleiters. Durch elektrische Erregung dieser Heizeinrichtung 40 und die Übertragung
der Wärme durch die Bodenwandung 14 hindurch auf
das poröse Verdampfermedium wird der im porösen
Verdampfermedium 18 enthaltene flüssige Brennstoff
erwärmt und somit dessen Abdampfung unterstützt.
Da, wie 1 zeigt, das poröse
Verdampfermedium 18 dort, wo kein Zwischenspeichervolumen
vorhanden ist, im Wesentlichen vollständig an dem schalenartigen
Träger 14 anliegt, wird ein sehr guter Wärmeübertrag
vom schalenartigen Träger auf das poröse Verdampfermedium 18 sichergestellt.
Gleichzeitig wird das Auftreten spaltenartiger Zwischenräume
vermieden, über welche flüssiger Brennstoff im
Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums 18 an
den schalenartigen Träger geleitet und dort auch in Richtung
Brennkammer austreten könnte.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Verdampferbaugruppe
wird es möglich, durch einfache Maßnahmen einen
positiven Einfluss auf das Verteilungsverhalten des flüssigen
Brennstoffs in dem porösen Verdampfermediumd zu nehmen.
Es sei darauf hingewiesen, dass dabei die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung auch mit konstruktiven Ausführungen erreicht
werden können, die dem Gezeigten abweichen. So ist zwar
die Ausgestaltung des Zwischenspeichervolumens vollständig
im porösen Verdampfermedium vorteilhaft, doch kann selbstverständlich
auch ein Teil dieses Zwischenspeichervolumens durch entsprechende
Formgebung des Trägers im Träger selbst gebildet
sein. Gewünschtenfalls können selbstverständlich
auch im Träger an der Rückseite des porösen
Verdampfermediums verlaufende Vorverteilungskanäle gebildet
sein, die einen Teil des Zwischenspeichervolumens bilden können. Auch
ist es selbstverständlich, dass der Träger für das
poröse Verdampfermedium plattenartig ausgebildet sein kann
und beispielsweise in Verbindung mit dem porösen Verdampfermedium
und der Heizeinrichtung eine Bodenbaugruppe bilden kann, die dann in
eine die Umfangswandung einer Brennkammer oder Verdampfungskammer
bereitstellende Baugruppe eingesetzt werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004020507
A1 [0002]
- - DE 10120027 A1 [0003]