CN107850297A - 多孔燃料制备元件 - Google Patents

Abstract

提供一种用于蒸发燃烧器的多孔燃料制备元件，其具有由纤维(10)构成的至少一个层(8)。所述纤维(10)具有玄武岩纤维。

Description

多孔燃料制备元件

技术领域

本发明涉及一种用于蒸发燃烧器的多孔燃料制备元件，其具有由纤维构成的至少一个层。

背景技术

在移动的、以液态燃料运行的加热器(例如其尤其作为停车加热装置或者辅助加热装置在车辆中使用)中，除了也有时使用的喷雾燃烧器之外通常使用蒸发燃烧器，在所述蒸发燃烧器中，液态燃料被蒸发，接着与所供给的燃烧空气被制备成燃料-空气混合物并且接着在放热反应中被转化。在此，尤其在车辆中使用的情况下，下述燃料通常用作液态燃料，所述燃料也被用于车辆内燃机的运行，尤其例如柴油、汽油、乙醇和类似物。

在这类蒸发燃烧器中，液态燃料通常首先被供给多孔燃料制备元件，所述多孔燃料制备元件用于储存、分配和蒸发燃料。尤其例如也能够设置多个多孔燃料制备元件，所述燃料制备元件分别适配于这些不同功能。

WO 2012/155897 A1说明了一种用于蒸发燃烧器的蒸发器组件，所述蒸发燃烧器用于移动加热器，在所述蒸发器组件中，蒸发器本体具有由金属织物制成的至少一个层，所述金属织物由相互交织的金属线制成。还说明了，设置一种多层结构，在所述多层结构中，例如由金属织物制成的层与由金属无纺布制成的另外的层组合。

发明内容

本发明的任务在于：提供一种改进的多孔燃料制备元件、一种改进的蒸发燃烧器和一种改进的加热器。

该任务通过根据权利要求1的多孔燃料制备元件解决。在从属权利要求中给出有利的扩展方案。

用于蒸发燃烧器的多孔燃料制备元件具有由纤维构成的至少一个层。所述纤维具有玄武岩纤维。在此，所述至少一个层的纤维尤其能够例如由玄武岩纤维构成。然而例如也可行的是，除了玄武岩纤维也还存在着其它纤维。在此，例如整个燃料制备元件能够由玄武岩纤维构成或者至少由一个或者多个具有玄武岩纤维的层构成。但是例如也可行的是，多孔燃料制备元件附加地也还具有一个或多个不包含玄武岩纤维的层。

相对于常规地用于多孔燃料制备元件的纤维材料，玄武岩纤维在这种应用中具有明显的优点。在多孔燃料制备元件中的使用方面，相对于例如玻璃纤维或者石棉纤维，玄武岩纤维具有优越的物理特性、机械特性和化学特性。玄武岩纤维是一种非常牢固的、然而柔韧的纤维材料，所述纤维材料尤其能够以简单的方式加工成织物平面结构，例如尤其毛毡、无纺布、针刺毡、平纹棉麻织物(Gelege)、织物、针织物(Gewirke)、编结物(Gestrick)或者编织物(Geflecht)。在此，这种材料尤其也适用于下述蒸发燃烧器，所述蒸发燃烧器设计用于非常高的运行温度，因为玄武岩纤维尤其相对于常规的材料(例如尤其金属无纺布和金属织物)也具有极其高的温度稳定性。此外，实现了非常低的沉积物形成的倾向，并且能够对还未蒸发的液态燃料提供大的储存或者缓存作用。还涉及一种成本非常有利的和在健康上不令人担心的材料。

根据一种扩展方案，所述至少一个层具有织物平面结构，尤其是毛毡、无纺布、针刺毡、平纹棉麻织物、织物、针织物、编结物、编织物。在这种情况下，燃料制备元件的特性能够非常有针对性地通过选择织物平面结构来预先给定。此外，例如也可行的是，使不同类型的织物平面结构相互组合，例如由无纺布制成的一个或多个层与由织物制成的一个或多个层组合等等。

根据一种扩展方案，织物平面结构的纤维具有在5μm和35μm之间的范围内的直径分布。在这种情况下，给出纤维的直径的非常明确限定的分布，从而能够有针对性地调整燃料制备元件的特性。此外，在这种明确限定的直径分布的情况下可靠地确保对纤维的手操作不具有健康上的风险。

尤其当纤维具有至少150μm的长度、优选至少200μm的长度时，能够特别可靠地排除在手操作情况下的健康风险。在多孔燃料制备元件中，玄武岩纤维尤其能够优选作为具有非常大长度的所谓的长纤维(Endlosfaser)存在，所述长纤维能够在技术上以已知的方式制造。

根据一种扩展方案，多孔燃料制备元件能够具有由玄武岩棉制成的至少一个层。之前所提到的至少一个层尤其能够具有玄武岩棉，但是或者也能够例如附加地设置具有玄武岩棉的或者由玄武岩棉构成的一个或多个另外的层。使用玄武岩棉实现了成本特别有利的制造。

根据一种扩展方案，多孔燃料制备元件具有由纤维构成的至少一个另外的层。优选地，所述至少一个另外的层的纤维也能够具有玄武岩纤维。在这种情况下，提供一种特别有利的、尤其温度稳定的构型。然而替代地，例如也可行的是，所述至少一个另外的层具有尤其例如金属纤维或者说金属线这样的其它纤维。

根据一种扩展方案，所述至少一个层的纤维具有玻璃式无定形结构(amorpheStruktur)。

根据一种扩展方案，所述至少一个层的纤维相互烧结。在这种情况下，能够特别牢固和形状稳定地实现燃料制备元件，这又允许在装配蒸发燃烧器时进行简单的手操作。此外，在这种情况下，能够省去附加的分立的支撑结构，所述支撑结构会引起进一步的成本和工作花费。

根据一种扩展方案，纤维由纤维束、多纤维丝和/或粗纱构成。

所述任务也通过一种蒸发燃烧器解决，所述蒸发燃烧器用于移动的、以液态燃料运行的加热器，所述蒸发燃烧器具有这样的多孔燃料制备元件。

此外，所述任务也通过一种具有蒸发燃烧器的加热器解决，所述蒸发燃烧器具有这样的多孔燃料制备元件。

附图说明

参照附图从以下实施例的说明得出另外的优点和扩展方案。

图1根据一种实施方式的、在移动的燃料运行的加热器中的、具有多孔燃料制备元件的蒸发燃烧器的一部分的示意性示图；

图2a)根据所述实施方式的第一变型的、具有燃料制备元件的蒸发器接收部的示意性示图；

图2b)根据所述实施方式的第二变型的、具有燃料制备元件的蒸发器接收部的示意性示图；

图3a)根据所述实施方式的第三变型的、具有燃料制备元件的蒸发器接收部的示意性示图；

图3b)根据所述实施方式的第四变型的、具有燃料制备元件的蒸发器接收部的示意性示图；

图3c)根据所述实施方式的第五变型的、具有燃料制备元件的蒸发器接收部的示意性示图；

图4根据第一实施方式的燃料制备元件的视图，

图5根据第二实施方式的燃料制备元件的视图，

图6a)-g)不同的织物平面结构的示意性的示图，燃料制备元件可以实现为所述不同的织物平面结构。

图7用于解释燃料制备元件在蒸发器接收部中的布置的示意性分解图。

图8用于解释在一个变型中的、燃料制备元件在蒸发器接收部中的布置的示意性分解图。

具体实施方式

以下参照图1详细地说明第一实施方式。

在图1中示意性地示出用于移动的加热器的蒸发燃烧器1的蒸发器接收部2和燃烧器盖3的区域。图1是在一个平面内的示意性示图，该平面包含蒸发燃烧器的主轴线Z。蒸发燃烧器能够例如具有基本上关于主轴线Z的旋转对称性。蒸发燃烧器1能够例如构造用于车辆加热器，尤其辅助加热装置或者停车加热装置。在此，蒸发燃烧器1尤其构造用于在燃烧室4中在释放热的情况下使被蒸发的燃料和燃烧空气的混合物、即燃料-空气混合物转化。在此，所述转化能够尤其在有火焰的燃烧中进行，但是部分催化或者完全催化的转化也是可行的。所释放的热在(未示出的)热交换器中传递到要加热的介质上，所述介质例如能够由空气或者冷却液构成。在图1的示意性示图中，尤其未示出热交换器、用于热的燃烧废气的排出管、还设有的燃烧空气输送装置(例如风扇)、燃料输送装置(例如计量泵)、用于操控蒸发燃烧器的控制单元等等。这些组件众所周知并且在现有技术中详细地说明。

蒸发燃烧器1具有蒸发器接收部2，在所述蒸发器接收部中布置有多孔燃料制备元件5。在所述实施例中，蒸发器接收部2具有基本上罐状的形状。燃料制备元件5接收在蒸发器接收部2的罐式凹部中，并且能够尤其牢固地保持在其中，例如通过熔焊、钎焊、卡紧或者借助合适的保险元件的方式。以下还将详细地说明燃料制备元件5的构型。

设置用于将液态燃料供给至燃料制备元件5的燃料供给管路6。燃料供给管路6通向蒸发器接收部2，并且与(未示出的)燃料输送装置连接，通过所述燃料输送装置能够将预先给定的量的液态燃料穿过燃料供给管路6输送，如示意性地通过箭头F示出的那样。燃料供给管路6例如通过熔焊或者钎焊与蒸发器接收部2固定地连接。

燃烧室4在周侧被燃烧腔7限界，所述燃烧腔例如能够由基本上柱状的构件构成，所述柱状的构件由温度稳定的钢制成。燃烧腔7设有多个孔7a，通过所述孔能够将燃烧空气供给到燃烧室4中，如在图1中示意性地通过箭头示出的那样。在此，孔7a是燃烧空气供给装置L的部分，通过所述燃烧空气供给装置将燃烧空气供给至燃料制备元件5的背离燃料供给管路6的侧。

蒸发燃烧器1这样构造，使得在运行中液态燃料能够通过燃料供给管路6供给至燃料制备元件5。在燃料制备元件5中和在其上，一方面通过多个空室实现燃料在燃料制备元件5的整个宽度上的分布，并且另一方面在朝向燃烧室4的侧上实现燃料的蒸发或者说汽化。在所示出的实施方式中，燃料制备元件5具有基本上圆形的横截面形状，蒸发燃烧器1的主轴线Z在所述横截面形状的中心延伸。然而，燃料制备元件5也能够具有其它横截面形状。

蒸发燃烧器1这样构造，使得在燃料制备元件5中和在其表面上实现液态燃料的蒸发或者说汽化，并且被蒸发的燃料在从燃料制备元件5中溢出时、即在燃烧室侧才与所供给的燃烧空气混合为燃料-空气混合物。因此，液态燃料和燃烧空气的供给在燃料制备元件5的不同侧上进行。在此，燃料-空气混合物在放热反应中的转化不在燃料制备元件5中发生，而在下游布置的燃烧室4中发生。因此，在蒸发燃烧器1运行中，液态燃料和燃料蒸汽处于燃料制备元件5中，并且由于蒸发过程或者说汽化过程而从燃料制备元件5中排出可能最初存在的空气。

在图1中示意性地示出的实施例中，燃料制备元件5具有带有多个功能区域的构型，在具体示出的实施例中，所述构型被细分为第一区域B1和第二区域B2，所述第二区域具有与第一区域B1中的结构不同的结构。在所述实施例中，第二区域B2朝向燃料供给管路6布置并且第一区域B1朝向燃烧室4布置。

在图2a)中示意性地示出的所述实施方式的第一变型中，燃料制备元件5不具有多个不同的功能区域，而仅仅存在第一区域B1。

在图2b)中示意性地示出的所述实施方式的第二变型中，燃料制备元件5具有成梯级的构型，所述构型具有总共三个区域B1、B2、B3，并且相应地构造蒸发器接收部2。在这样的情况下，不同的区域B1、B2、B3例如能够在燃料制备元件5的不同功能方面有针对性地设计。例如，第二区域B2能够被优化用于通过毛细力()输送燃料并且用于燃料中间储存，第三区域B3能够在燃料横向方向上的分布方面被优化并且用于公差补偿，并且第一区域B1能够在燃料蒸发或者说燃料汽化方面被优化。在此，不同的区域B1、B2、B3尤其能够在其构型、结构、材料和/或厚度等等方面相互区别。

具有多个功能区域B1、B2、B3的燃料制备元件5的其它可行的构型示意性地在图3a、3b和3c中示出。尽管在图3a、3b和3c中未重新示出燃料供给管路6和其它组件，要理解的是，所述其它组件在其它变型中也分别存在。

以下详细地说明燃料制备元件5的构型，例如能够在所述实施方式和之前所说明的变型中使用所述燃料制备元件。在此，以下所说明的构型能够用于区域B1、B2和B3的每个单独的区域，尤其例如也在仅仅存在一个这样的区域的情况下使用。

图4示出根据第一实施方式的多孔燃料制备元件5的、由纤维10构成的层8。在所述实施方式中，层8由织物构成，所述织物的纤维10具有玄武岩纤维。在此，在具体示出的实施方式中，所述织物尤其由玄武岩纤维构成，所述玄武岩纤维相互交织。在多孔燃料制备元件5具有一个或多个另外的层9的情况下，这些层也能够例如由这样的织物构成。在所构成的层8内部的纤维10也能够涉及纤维束、多纤维丝或者说粗纱。

图5示出根据第二实施方式的多孔燃料制备元件5的、由纤维10构成的层8。在该第二实施方式中，层8作为无纺布构成，所述无纺布具有玄武岩纤维。在此，在具体示出的实施方式中，无纺布尤其由玄武岩纤维构成。在多孔燃料制备元件5具有一个或多个另外的层9的情况下，这些层也能够例如由这样的无纺布构成。此外，例如也可行的是，将这样的无纺布制成的一个或多个层与之前所说明的织物制成的一个或多个层在燃料制备元件5中组合。

此外，在多孔燃料制备元件5中，一个或多个层也能够构造为织物平面结构，如其共同在下面参照图6a)至图6g)说明。要注意的是，在此，能够在多孔燃料制备元件中使用这样的织物平面结构的尤其任意的组合。

在图6a)至g)中示出多孔燃料制备元件5的至少一个层8(或者可能还有另外的层9)的不同的实现方式。所述不同的实现方式具有共同性：纤维10分别具有玄武岩纤维。纤维10尤其能够分别由玄武岩纤维构成。

图6a)是作为用于层8或者9的织物平面结构的无纺布的示意性示图，如其也已参照图5进行说明。

图6b)是一种替代方案的示意性示图，在该替代方案中，用于层8或者9的织物平面结构由毛毡构成。

图6c)是用于层8或者9的织物平面结构的示意性示图，所述织物平面结构作为由玄武岩纤维制成的织物构成，如其也已参照图4进行说明。

图6d)示意性地示出层8或者9作为编结物的构造方案。图6e)示意性地示出层8或者9作为编织物的构造方案。图6f)示意性地示出层8或者9作为针织物的构造方案。图6g)示意性地示出层8或者9作为平纹棉麻织物的构造方案。

要注意的是，根据图6a)至6g)说明的不同的织物平面结构能够以几乎任意的方式在多孔燃料制备元件5中相互组合。在之前所说明的织物平面结构中，尤其有利的是，纤维10、即在具体的构型中的玄武岩纤维具有直径在5μm和35μm之间的范围内的非常狭窄的直径分布，并且纤维10分别具有大于150μm、优选大于200μm的长度。在此，特别优选地，纤维10能够例如实施为所谓的长纤维。在此，纤维10具有玻璃式无定形结构。优选地，纤维10的表面例如在生产时能够用涂料处理，以便实现更好的可加工性。

替代于或者也附加于之前所说明的织物平面结构，层8或者9也能够具有玄武岩棉，这实现了特别成本有利的制造。

以下参照在图7中的示意性分解图简短地说明之前所说明的、具有至少一个层8或者9(所述层具有玄武岩纤维)的燃料制备元件5集成到蒸发燃烧器1的蒸发器组件中。

如在图7中示意性地示出的那样，之前所说明的燃料制备元件5置入到蒸发器接收部2的罐式凹部中。为了在高的温度下也持久地确保足够的机械稳定性，在燃烧室侧将支撑结构11施加到燃料制备元件5上，所述支撑结构例如尤其能够由温度稳定的金属网或者金属织物构成。通过保持环12实现燃料制备元件5和支撑结构11在蒸发器接收部2中的固定。在此，保持环12尤其能够以已知的方式构造为卡环(Sprengring)，所述卡环卡紧或者楔紧在蒸发器接收部2上，或者例如能够通过熔焊或者钎焊实现保持环12与蒸发器接收部2的连接。这样构成的蒸发器组件能够以简单的方式集成到蒸发燃烧器1中。

在之前所说明的实施方式的一种变型中，通过下述方式提高多孔的制备元件5的机械稳定性：纤维10通过烧结相互连接。在这种方法中，在纤维10的交叉点上构造在它们之间的固定连接。在此，烧结能够例如通过纯热学的工艺实现，在所述热学的工艺中，仅仅通过提供提高的温度和必要时纤维10的附加的挤压实现构造所述连接。但是，替代于这样的纯热学的工艺，例如也可行的是，通过化学的工艺支持烧结工艺，其方式是，施加附加的粘接剂/烧结辅助剂到纤维上。

如在图8中示意性地示出的那样，借助这种变型实现燃料制备元件5的提高的机械稳定性，从而在构造蒸发器组件时能够省去附加的支撑结构11。

Claims (13)

1.用于蒸发燃烧器(1)的多孔燃料制备元件(5)，具有：

由纤维(10)构成的至少一个层(8)，

其中，所述纤维(10)具有玄武岩纤维。

2.根据权利要求1所述的多孔燃料制备元件，其中，所述至少一个层(8)具有织物平面结构。

3.根据权利要求2所述的多孔燃料制备元件，其中，所述织物平面结构是毛毡、无纺布、针刺毡、平纹棉麻织物、织物、针织物、编结物或者编织物。

4.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述织物平面结构的纤维(10)具有在5μm和35μm之间的范围内的直径分布。

5.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述纤维(10)具有至少150μm的长度，优选至少200μm的长度。

6.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述多孔燃料制备元件(5)具有由玄武岩棉制成的至少一个层(8、9)。

7.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，所述多孔燃料制备元件具有由纤维(10)制成的至少一个另外的层(9)。

8.根据权利要求7所述的多孔燃料制备元件，其中，所述至少一个另外的层(9)的纤维(10)具有玄武岩纤维。

9.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述纤维(10)具有玻璃式无定形结构。

10.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述至少一个层(8)的纤维(10)相互烧结。

11.根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件，其中，所述纤维(10)由纤维束、多纤维丝和/或粗纱构成。

12.蒸发燃烧器(1)，所述蒸发燃烧器用于移动的、以液态燃料运行的加热器，所述蒸发燃烧器具有根据以上权利要求中任一项所述的多孔燃料制备元件(5)。

13.加热器，所述加热器具有蒸发燃烧器(1)，所述蒸发燃烧器具有根据权利要求1至11中任一项所述的多孔燃料制备元件(5)。