CN103534528A - 蒸发器设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于移动加热装置的蒸发器式燃烧器的蒸发器设备，所述蒸发器设备具有：蒸发器主体支架（2），供应液体燃料的燃料供应线路（6）通入所述蒸发器主体支架中，和用于分布和蒸发所述液体燃料的蒸发器主体（5）。所述蒸发器主体（5）包括至少一层（8、9）金属线交织的金属纺织物。按照PCT条约第28条的修改修改说明：以新的权利要求第1-16项替换原权利要求第1-16项，具体修改了权利要求3-6、8、10-11、14-16的引用基础。

Description

蒸发器设备

技术领域

本发明涉及一种移动加热装置的蒸发器式燃烧器的蒸发器设备，并涉及一种移动加热装置。

背景技术

移动加热装置是已知的，其可例如用作用于车辆的加热的车辆加热装置。在车辆的应用中，此类移动加热装置例如用作能够在车辆的推进引擎运行时提供额外热量的补充加热器，或用作能够在推进引擎运行时和推进引擎关闭时提供用于加热目的的热量的停车加热器。

在包括蒸发器式燃烧器的移动加热装置中，将可例如对应于燃料（也用于车辆的内燃机）的液体燃料，诸如汽油、柴油或乙醇经由燃料供应线路供应至由多孔吸收性材料组成的蒸发器主体。燃料在蒸发器主体处进行蒸发。燃料与助燃空气混合，其也在放热反应中进行供给和转化，从而产生热量。所得热废气通常传递穿过热交换器，其中至少部分的所产生热量传递至待加热介质，该介质可例如由空气或液体形成，特别是内燃机的冷却液体回路中的冷却液体。

在此类蒸发器式燃烧器中，燃料通常经由燃料供应线路供应至保持蒸发器主体的蒸发器主体支架。在这种布置中，蒸发器主体基本上实现两个功能：一方面，应提供蒸发器主体上燃料的尽可能均匀分布，并且另一方面，燃料应尽可能均匀、有效地蒸发。由于在此类蒸发器式燃烧器的操作过程中火焰在蒸发器主体的紧邻处形成，所以蒸发器主体必须还包括高温稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动加热装置的蒸发器式燃烧器的改善蒸发器设备。

该目的通过根据权利要求1所述的移动加热装置的蒸发器式燃烧器的蒸发器设备而解决。有利的进一步扩展限定于从属权利要求中。

蒸发器设备包括：供应液体燃料的燃料供应线路通入其中的蒸发器主体支架，和用于分布和蒸发所述液体燃料的蒸发器主体。所述蒸发器主体包括至少一层金属线交织的金属纺织物。金属纺织物理解为源于经线和纬线的纺织的布置，其中经线和纬线两者由金属线形成。优选地，所用金属线均包含相同线直径，并且线直径对于金属线的整个长度是不变的。优选地，金属线形成为具有圆形横截面形状的圆线。金属纺织物优选地以规则图案均匀地纺织，其中可采用不同的已知纺织图案，诸如平纹纺织、斜纹纺织，等等。

通过提供至少一层金属线交织的金属纺织物，蒸发器主体可提供有精确限定的特性，因为金属线相对于彼此的位置通过纺织过程精确地限定。另外，交织成金属纺织物的金属线可以较高的精度和过程可靠性进行生产，以使得蒸发器主体的材料中的不连续性可以可靠地避免。相比于（例如）包括不规则布置的大量不同纤维的金属无纺织物蒸发器主体，在金属纺织物的层中可实现燃料大体上更均匀的分布。鉴于金属线的规则布置，影响或支撑燃料分布的毛细作用力均匀地、明确地起作用。以这种方式，可提供蒸发器式燃烧器的整体更稳定、可靠的燃烧行为。通过选择线直径、线的表面糙度、纺织图案，和经线和纬线相对于彼此的间距，可精确地预先确定至少一层金属纺织物的特性。至少一层金属纺织物应理解为，还可利用具有相同或不同特性并具有相同或不同方向的多层的金属纺织物。另外，除了至少一层金属纺织物，还可利用其它层的（例如）金属填絮或优选地金属无纺织物（即，金属毡）。

根据一个扩展，金属线包括不锈钢。金属线可特别地由不锈钢（特别是耐高温不锈钢）制成。在这种情况下，蒸发器主体的可靠特性也可维持蒸发器式燃烧器的长操作时间。

如果至少一层中的金属线包括恒定的线直径，那么可特别可靠地实现蒸发器主体中的均匀燃料分布。在本文中，“恒定的线直径”既涉及包括互相相同直径的不同金属线，又涉及各自包括在其纵向延伸上的恒定直径的金属线。

根据一个扩展，金属线包括25μm至0.9mm之间、优选地25μm至200μm之间，甚至更优选地50μm至150μm之间的线直径。已特别地发现，这些线直径特别有利于使毛细作用力起作用和使燃料均匀分布。在多层的实现方式中，其中蒸发器主体包括多层的金属纺织物，如果布置成更接近于燃料供应线路的开口的层具有较大的线直径（例如，100μm至0.9mm之间），并且布置成更远离于燃料供应线路的开口的层具有较小的线直径（特别地，25μm至200μm之间，优选地50μm至150μm之间），那么多层是特别有利的。

根据一个扩展，金属纺织物中的所述金属线紧密地交织使得网格宽度w与所述线直径d的关系w/d满足：w/d≤1。该关系式保持两个纺织方向，即，纬线的方向和经线的方向。优选地，纬线和经线包括相同的线直径，并且网格宽度至少大体上在两个纺织方向上是相同的。特别是所指出的紧密纺织，蒸发器主体中的燃料分布可特别地调整。优选地，形成为金属纺织物的蒸发器主体的所有层以紧密交织这种方式形成，以使得它们适于燃料运输和促进。

根据一个扩展，蒸发器主体包括具有至少一层金属无纺织物的多层构造。在这种情况下，可以利用金属纺织物的积极影响和金属无纺织物的积极影响。还在本扩展中，可使用多层金属无纺织物和多层金属纺织物。特别地，可使用不同的金属纺织物层，所述不同的金属纺织物层在线直径和/或网格宽度方面不同。优选地，至少一层金属无纺织物布置在至少一层金属纺织物避开所述燃料供应线路的一侧，即，金属纺织物布置成朝向燃料供应线路并且金属无纺织物布置成朝向火焰。在这种情况下，通过金属纺织物实现蒸发器主体的整个横截面上燃料的特别均匀的分布，并且从而分布燃料在布置于其后的金属无纺织物中可有效地蒸发。具有多个层的多层构造通过（例如）烧结或焊接可进行互联。特别在提供了多个不同层的金属纺织物时，至少一层金属无纺织物可布置在该层金属纺织物避开燃料供应线路的一侧处，或至少一层金属无纺织物也可布置在多层金属纺织物之间。

根据一个扩展，蒸发器主体包括具有多层金属线交织的金属纺织物的构造。在这种情况下，燃料分布可特别精确地调整。例如，可使用多层相同金属纺织物，其中特别是金属纺织物的方向（一层中纬线和经线的方向相对于另一层中纬线和经线的方向）可变化以实现特别均匀的燃料分布。然而，在另一方面，也可使用多层不同金属纺织物，例如，具有不同线直径、不同网格宽度、不同纺织图案、线的不同糙度，等等。优选地，设置至少一层第一层金属纺织物和第二层金属纺织物，所述第二层布置在所述第一层避开所述燃料供应线路的一侧，并且所述第二层由线直径小于所述第一层中金属线的线直径的金属线形成。以这种方式，粗糙燃料分布可首先发生于具有大燃料通道的层，该层布置成更接近于燃料供应线路，并且随后第二层中的非常均匀细密分布具有更细的线并从而具有更小的燃料通道。不同层（例如）通过烧结或焊接在这种布置中也可互联。

根据一个扩展，所述蒸发器主体包括：用于分布所述液体燃料的第一区域和用于蒸发所述液体燃料的第二区域，所述第二区域具有的结构与所述第一区域中的结构不同。鉴于具有第一区域和第二区域的多层这种构造，燃料的尽可能优化分布（在布置成更邻近于燃料供应线路的一侧）和优化蒸发（在面向燃烧空间的一侧）可发生于蒸发器主体中。与第一区域相比，第二区域可特别地包括具有燃料的更细通道的结构。例如，第一区域通过金属纺织物或通过多层金属纺织物可形成，并且第二区域通过一层或多层金属无纺织物或通过具有更小线直径的一层或多层金属纺织物可形成。

根据另一个扩展，设置至少一层第一层金属纺织物、至少一层第二层金属纺织物和至少一层金属无纺织物，第二层布置在第一层避开所述燃料供应线路的一侧，并且，所述至少一层第二层由具有与所述至少一层第一层中金属线的线厚度和/或网格宽度不同的另外线厚度和/或另外网格宽度的金属线形成。特别地，在具有多个层的这类构造中，设置其中多个不同层金属纺织物和至少一层金属无纺织物的多个层，燃料蒸发和燃料分布两者可选择性地调整。至少一层的金属无纺织物也可（例如）布置在不同层金属纺织物之间。

根据另一个扩展，金属无纺织物层布置在所述至少一层第二层金属纺织物避开所述燃料供应线路的一侧。该层的金属无纺织物可优选直接与第二层金属纺织物相邻，并且（例如）通过烧结可固定地连接至第二层金属纺织物。

根据另一个扩展，金属无纺织物层布置在所述至少一层第一层金属纺织物和所述至少一层第二层金属纺织物之间。该金属无纺织物优选地可直接与第二层金属纺织物相邻，并且特别地（例如）通过烧结可固定地连接至第二层金属纺织物。如果以这种方式，至少一层第二层金属纺织物布置在该层金属无纺织物面向燃烧室的一侧处，至少一层第二层金属纺织物可有利地稳定蒸发器主体。另外，均匀第二层金属纺织物可均化输入至金属无纺织物中的热量并将它分布在整个金属无纺织物上。

根据另一个扩展，至少一层第二层金属纺织物由包括比所述至少一层第一层中金属线的线直径和/网格宽度要大的线直径和/或网格宽度的金属线形成。特别地在这种情况下，至少一层第一层金属纺织物关于优选的燃料输送和燃料分布可进行优化，并且至少一层第二层金属纺织物关于稳定效应可进行优化。

根据另一个扩展，设置至少一层金属无纺织物，所述至少一层金属无纺织物包括烧结金属无纺织物，所述烧结金属物纺织物的金属纤维的平均纤维长度短于3mm，优选短于2mm。已发现，特别在此类短纤维无纺织物（短纤维毡），可实现优异的蒸发和良好的耐性，其不同纤维彼此烧结。

目的还通过根据权利要求16的移动加热装置解决。在本文中，属于“移动加热装置”应理解为设计且相应地适合于移动应用中使用的加热装置。这意味着它是可运输的（视情况而定，固定地安装于车辆或仅置于其中进行运输）并且不排除适合于永久性固定使用，如由于建筑的加热的情况。移动加热装置可固定地安装于车辆（陆地车辆、船，等等）中，特别是陆地车辆中。特别地，它可适合于加热车辆内部，诸如陆地车辆、水上车辆或飞机，以及可见于船上的部分开发的房间，特别是游艇。移动加热装置也可临时地静止使用，诸如（例如）使用于大帐篷、集装箱（例如，建筑工地的集装箱），等等。根据另一个优选的扩展，移动加热装置改造为停车加热器或陆地车辆的补充加热器，诸如（例如）活动房屋、休闲车辆、公交、乘用车等。

附图说明

其它优点和扩展根据参考附图对实施例的下述描述将更加清楚。

图1示意性地示出了移动加热装置的蒸发器式燃烧器中的蒸发器设备。

图2为蒸发器主体的示意图示。

图3为解释金属纺织物中的线直径和网格宽度的示意略图。

具体实施方式

在下文中，参考图1和图2描述了实施例。

在图1中，示意性地示出了移动加热装置的蒸发器式燃烧器的蒸发器主体支架2和燃烧器帽3的区域。图1为在包含蒸发器式燃烧器的主轴Z的平面中的示意图示。蒸发器式燃烧器可例如包括关于主轴Z大体上旋转对称体。蒸发器式燃烧器可例如形成用于车辆加热装置，特别地用于补充加热器或停车加热器。蒸发器式燃烧器形成特别用以转化燃烧空间4中的蒸发燃料和助燃空气的混合物，从而产生热量。将释放的热量传递至热交换器（未示出）中的待加热介质，所述待加热介质可例如通过空气或通过冷却液体形成。在图1的示意图示中，特别是热交换器、热燃烧废气的排放线路、还提供的助燃空气输送装置（例如，鼓风机）、燃料输送装置（例如，计量泵）、用于控制蒸发器式燃烧器的控制单元等没有示出。这些部件在现有技术中广为人知并进行过大量描述。

蒸发器式燃烧器1包括其中布置吸收式蒸发器主体5的蒸发器主体支架2。在本实施例中，蒸发器主体支架2包括大体上杯形的形状。蒸发器主体5被容纳于蒸发器主体支架2的杯状凹部中，并且特别地可例如通过焊接、钎焊、夹紧或使用合适的固定元件被固定地保持于其中。蒸发器主体5的设计将在下文中更详细地描述。

提供了将燃料供应至蒸发器主体5的燃料供应线路6。燃料供应线路6通入蒸发器主体支架2中并且与燃料输送装置（未示出）连接，借助该燃料输送装置可将燃料以预先确定的量输送通过燃料供应线路6，如箭头B示意性地描述。燃料供应线路6例如通过焊接或钎焊固定地连接至蒸发器主体支架2。

燃烧空间4通过燃烧室7圆周地限界，所述燃烧室7可例如由耐高温钢的大体上圆柱形部件形成。燃烧室7设有多个孔7a，助燃空气经由所述多个孔7a可被供入燃烧空间4中，如图1中通过箭头示意性地示出。

蒸发器式燃烧器形成为使得液体燃料在操作中可经由燃料供应线路6被供应至蒸发器主体5。在蒸发器主体5中，一方面，由于存在多个凹腔燃料在蒸发器主体5的整个宽度上分布，并且在另一方面，燃料的蒸发发生于面向燃烧空间4的一侧处。在所描述的实施例中，蒸发器主体5包括主轴Z在其中心延伸的大体上圆形的横截面形状。然而，蒸发器主体5也可具有其它横截面形状。

蒸发器主体5包括具有多个层的构造，该构造划区域为用于分布液体燃料的第一区域B1和具有与第一区域B1中的结构不同的结构的用于蒸发液体燃料的第二区域B2。第一区域B1布置成面向燃料供应线路6并且第二区域B2布置成面向燃烧空间4。

在所描述的实施例中，第一区域B1和第二区域B2两者每个包括具有多个层的多层构造。虽然在图2的示意图示中在第一区域B1中示意性地示出了三层和在第二区域B2中示意性地示出了五层，但是两个区域B1、B2可每个包括更多或更少层。例如，也可以是第一区域B1和/或第二区域B2仅包括一层。虽然在区域B1、B2两者中的层示出为在各种情况下同样厚的，但是第一区域B1中的层也可具有不同的厚度，并且第二区域B2中的层也可具有不同的厚度。另外，也可以是除了两个区域B1和B2之外设置至少一层另一区域。

在所示的实施例中，第一区域B1中的层8每个由金属线交织的金属纺织物形成。在该实施例中，第二区域B2中的层9也可由金属线交织的金属纺织物形成或者也可例如由金属无纺织物（金属毡（metal fleece））形成。第一区域B1中的层8可例如通过烧结或焊接互联。另外，第一区域B1的层8可与第二区域B2的层9连接，例如，通过烧结或焊接。

不同的层8和9中的金属线分别由耐高温不锈钢制成。在不同的层8（和9，在层9也由金属纺织物形成的情况下）中，金属线包括均匀的线直径d，即，相应层中的所有金属线包括相同的线直径d，并且不同的金属线在其长度上具有恒定的线直径。金属线包括25μm至0.9mm之间的线直径d。优选地，第一区域B1中的金属线包括100μm至0.9mm之间的线直径d，并且第二区域中的金属线包括25μm至200μm之间，优选地50μm至150μm之间的线直径d。相应的金属纺织物层8或9可具有变换的方向，例如，第一层可具有预先确定的经线方向，并且在下一层中，经线布置成相对于第一层旋转预先确定的角度等等。以这种方式，燃料分布和燃料蒸发可选择性地受影响。

由金属纺织物制成的相应层8或9的金属纺织物在每种情况下紧密地纺织，以使得相应网格宽度w与相应线直径d的关系w/d满足关系w/d≤1。网格宽度w分别由两个相邻纬线之间或两个相邻经线之间的自由距离限定，如图3中的示意图示可见。在所描述的实施例中，纬线的线直径与经线的线直径相同，并且在纬线的延伸方向上的网格宽度与在经线的延伸方向上的网格宽度相同。另外，在这两个方向上的网格宽度不同的情况下（其可根据纺织图案的类型发生），优选地对于两个方向均保持w/d≤1。

如已经描述，第二区域B2中或额外第三区域中的层9例如也可由一层或多层金属无纺织物（金属毡）形成。在金属无纺织物中，存在挤压和（视情况而定）烧结的金属纤维，所述金属纤维相对于彼此以无序（自由）方向布置。不同的金属纤维包括不同的长度和不同的厚度或横截面形状。优选地，金属无纺织物可形成为所谓的短纤维无纺织物（短纤维毛毡），所述短纤维无纺织物的平均纤维长度短于3mm、优选地短于2mm、特别地短于1.5mm。

在金属纺织物所形成的层和至少一层金属无纺织物组合的情况下，该层金属无纺织物可例如布置在金属纺织物层8、9避开燃料供应线路6的一侧处（即，面向燃烧空间的一侧处）。可替换地，也可以将至少一层金属无纺织物布置在金属纺织物层8、9之间，以使得至少一层金属纺织物设置在金属无纺织物避开燃料供应线路6的一侧处（即，面向燃烧空间的一侧处）。在后者情况下，布置在燃烧空间的一侧处的金属纺织物层分别向至少一层金属无纺织物和整个蒸发器主体5提供热保护和机械稳定性。

在具有至少两个不同层金属纺织物和至少一层金属无纺织物的实现方式中，优选地，至少一层金属纺织物可布置成紧邻金属无纺织物，并且优选固定地连接至所述金属无纺织物。优选地，与金属无纺织物相邻的金属纺织物层可具有与金属纺织物层（其布置成更接近于燃料供应线路6）相比要大的线直径和/或网格宽度。

虽然所描述的实施例构造划区域为用于燃料分布的第一区域B1和用于燃料蒸发的第二区域B2，但是此类构造并非强制性的，并且还可设置不包括此类区域的蒸发器主体5。

Claims (16)

1.一种用于移动加热装置的蒸发器式燃烧器的蒸发器设备，所述蒸发器设备具有：

蒸发器主体支架（2），供应液体燃料的燃料供应线路（6）通入所述蒸发器主体支架中，和

用于分布和蒸发所述液体燃料的蒸发器主体（5），

其中，所述蒸发器主体（5）包括至少一层（8、9）金属线交织的金属纺织物。

2.根据权利要求1所述的蒸发器设备，其特征在于，所述金属线包括不锈钢。

3.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述至少一层（8、9）中的金属线包括恒定的线直径（d）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述金属线包括25μm至0.9mm之间的线直径（d）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述金属纺织物中的金属线紧密地交织使得网格宽度w与所述线直径d的关系w/d满足：w/d≤1。

6.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述蒸发器主体（5）包括具有至少一层金属无纺织物的多层构造。

7.根据权利要求6所述的蒸发器设备，其特征在于，所述至少一层金属无纺织物布置在所述至少一层（8）金属纺织物避开所述燃料供应线路（6）的一侧。

8.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述蒸发器主体（5）包括具有多层（8、9）金属线交织的金属纺织物的构造。

9.根据权利要求8所述的蒸发器设备，其特征在于，设置至少一层第一层（8）金属纺织物和第二层（9）金属纺织物，所述第二层（9）布置在所述第一层（8）避开所述燃料供应线路（6）的一侧，并且所述第二层（9）由线直径（d）小于所述第一层（8）中金属线的线直径的金属线形成。

10.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述蒸发器主体（5）包括：用于分布所述液体燃料的第一区域（B1）和用于蒸发所述液体燃料的第二区域（B2），所述第二区域（B2）具有的结构与所述第一区域（B1）中的结构不同。

11.根据权利要求1至8中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，设置至少一层第一层（8）金属纺织物、至少一层第二层（9）金属纺织物和至少一层金属无纺织物，第二层（9）布置在第一层避开所述燃料供应线路（6）的一侧，并且，所述至少一层第二层（9）由具有与所述至少一层第一层（8）中金属线的线厚度和/或网格宽度不同的另外线厚度（d）和/或另外网格宽度（w）的金属线形成。

12.根据权利要求11所述的蒸发器设备，其特征在于，金属无纺织物层布置在所述至少一层第二层（9）金属纺织物避开所述燃料供应线路（6）的一侧。

13.根据权利要求11所述的蒸发器设备，其特征在于，金属无纺织物层布置在所述至少一层第一层（8）金属纺织物和所述至少一层第二层（9）金属纺织物之间。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，所述至少一层第二层（9）金属纺织物由包括比所述至少一层第一层（8）中金属线的线直径和/网格宽度要大的线直径（d）和/或网格宽度（w）的金属线形成。

15.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器设备，其特征在于，设置至少一层金属无纺织物，所述至少一层金属无纺织物包括烧结金属无纺织物，所述烧结金属物纺织物的金属纤维的平均纤维长度短于3mm，优选短于2mm。

16.一种具有蒸发器式燃烧器的移动加热装置，所述蒸发器式燃烧器包括根据权利要求1至15中任一项所述的蒸发器设备。

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