DE102004002246A1

DE102004002246A1 - Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs

Info

Publication number: DE102004002246A1
Application number: DE102004002246A
Authority: DE
Inventors: Günter Eberspach
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-08-11
Also published as: EP1555482A2; US20050158683A1; EP1555482A3

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs umfasst eine Zerstäubungsanordnung (10) mit einer Kohlenwasserstoff-Zuführung (14) und einer Luftzuführung (16, 18, 20) zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff. In einem ersten Luftströmungsführungs-Element (22) ist eine Heizanordnung (37) vorgesehen, mit der an der Oberfläche (26) des ersten Luftströmungsführungs-Elements (22) aufgebrachter Kohlenwasserstoff (28) erwärmt werden kann. Der erwärmte und somit weniger viskose Kohlenwasserstoff (28) wird durch entsprechende Luftströmungen, die durch die Luftströmungs-Raumbereiche (18, 20) erzeugt werden, zu einer Zerstäuberlippe (30) bewegt und dort zerstäubt, so dass ein zur Verbrennung oder Reformierung geeignetes Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs, umfassend eine Zerstäubungsanordnung mit einer Kohlenwasserstoff-Zuführung und einer Luft-Zuführung zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff.

Eine solche Vorrichtung in Form einer Zerstäuberdüse für einen Brenner, insbesondere für ein an einem Fahrzeug einsetzbares Heizgerät, ist aus der DE 102 07 311 A1 bekannt. Die Zerstäuberdüse umfasst Luftströmungsführungs-Elemente, die Luftströmungsführungs-Bereiche für die Zufuhr von Verbrennungsluft begrenzen, und eine Brennstoffzuführanordnung zum Aufbringen von Brennstoff auf die Oberfläche eines Luftströmungsführungs-Elements. Der auf die Oberfläche des Luftströmungsführungs-Elements aufgebrachte Brennstoff wird in der Zerstäuberdüse unter Einsatz der das Luftströmungsführungs-Element umströmenden Luft zerstäubt.

Zerstäuberbrenner, die eine Zerstäuberdüse dieser Art aufweisen, haben den Nachteil, dass insbesondere bei tiefen Temperaturen der Brennstoff bzw. Kohlenwasserstoff aufgrund seiner Viskosität nicht fein genug zerstäubt werden kann. Dies führt dazu, dass im Verbrennungsluftstrom größere flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel mitgeführt werden, die eine längere Flugstrecke zurücklegen müssen, um verdampft zu werden. Bei solchen Partikeln besteht die Gefahr, dass sie zu größeren Tropfen kondensieren und somit als Kondensat, d. h. in flüssiger Form, im Zerstäuberbrenner vorhanden sind. Solche flüssigen Tropfen beeinträchtigen den Betrieb des Zerstäuberbrenners, weil der flüssige Kohlenwasserstoff aufgrund seines Kondensierens aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch die Eigenschaften des Gemischs derart beeinflusst, dass ein magereres Gemisch zur Verbrennung gelangt. Ferner kann der Betrieb dadurch beeinträchtigt werden, dass sich die Tropfen an Wandungen, beispielsweise Innenwänden oder Prallplatten des Zerstäuberbrenners, niederschlagen. Der flüssige Brennstoff kann sich aufgrund der ungenügenden Zerstäubung folglich an nicht dafür vorgesehenen Stellen im Zerstäuberbrenner ansammeln, beispielsweise in Form eines so genannten Brennstoffsumpfs, oder den Brenner unverbrannt flüssig oder als Weißrauch verlassen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs derart auszugestalten, dass durch Tropfenbildung induzierte Beeinträchtigungen des Betriebs eines mit dem Gemisch gespeisten Systems vermindert werden können.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoft-Gemischs gelöst, die eine Zerstäubungsanordnung mit einer Kohlenwasserstoff-Zuführung und einer Luft-Zuführung zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff umfasst.

Erfindungsgemäß ist dabei weiter eine Heizanordnung zum Erwärmen des Kohlenwasserstoffs vor der Zerstäubung vorgesehen.

Durch die Erwärmung des Kohlenwasserstoffs wird die Viskosität desselben reduziert, was dazu führt, dass der Kohlenwasserstoff, insbesondere auch bei tiefen Temperaturen, besser in der Luft zerstäubt werden kann. Das Mitführen von größeren Kohlenwasserstoff-Partikeln im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischstrom kann auf diese Weise reduziert bzw. sogar verhindert werden.

Die Kohlenwasserstoff-Zuführung kann wenigstens einen vermittels der Heizanordnung erwärmbaren rohrartigen Zuführbereich umfassen. Dies ermöglicht die Erwärmung des Kohlenwasserstoffs direkt in der Zuführung, wobei es vorteilhaft ist, dass im Bereich der Zuführung in der Regel ein leichter Zugang für die Anordnung der Heizanordnung vorhanden ist.

In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass der Zuführbereich einen Venturi-Abschnitt umfasst. Eine solche Anordnung kann dazu verwendet werden, beispielsweise in Geräten, die nach dem Venturi-Prinzip Kohlenwasserstoff mit Luft zerstäuben, die entsprechenden Venturi-Abschnitte zu erwärmen, bevor der Kohlenwasserstoff zerstäubt wird.

Zur besseren Zerstäubung des Kohlenwasserstoffs kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, dass die Zerstäubungsanordnung wenigstens ein von der Luft umströmbares Luftströmungsführungs-Element umfasst, dass die Kohlenwasserstoff-Zuführung dazu ausgebildet ist, den flüssigen Kohlenwasserstoff auf die Oberfläche des Luftströmungsführungs-Element zu fördern, und dass durch die Heizanordnung der Kohlenwasserstoff auf der Oberfläche des Luftströmungsführungs-Elements erwärmbar ist. Die Erwärmung des Kohlenwasserstoffs auf der Oberfläche führt aufgrund der reduzierten Viskosität zu einer besseren Verteilung des auf der Oberfläche aufgebrachten flüssigen Kohlenwasserstoffs. Hierdurch gelangt ein feinerer Kohlenwasserstoff-Film auf der Oberfläche zur Zerstäubung, so dass ein Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch gebildet werden kann, das entweder nur sehr kleine oder im optimalen Fall keine Kohlenwasserstoff-Partikel in flüssiger Form enthält.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Luftströmungsführungs-Element durch die Heizanordnung erwärmbar ist. Die Erwärmung des Luftströmungsführungs-Elements führt zur Erwärmung der Oberfläche des Luftströmungsführungs-Elements und somit zur Erwärmung des aufgebrachten flüssigen Kohlenwasserstoffs.

Bevorzugterweise umfasst die Heizanordnung wenigstens ein in dem Luftströmungsführungs-Element angeordnetes Heizelement. Das Vorsehen von wenigstens einem Heizelement in dem Luftströmungsführungs-Element hat den Vorteil, dass das Heizelement derart angeordnet werden kann, dass eine effektive Erwärmung der Oberfläche ermöglicht wird. Ferner kann ein bzw. können mehrere solche Heizelemente direkt bei der Herstellung des Luftströmungsführungs-Elements als Bestandteil einer Zerstäuberdüse eingebaut werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem Raumbereich, welcher das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch aufnimmt, wenigstens ein Aufnahmeelement vorgesehen ist zur Aufnahme von flüssigem Kohlenwasserstoff aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch. Ein solches Aufnahmeelement dient der Aufnahme von flüssigen Kohlenwasserstoff- Partikeln, die im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch aufgrund der nicht genügenden Zerstäubung mitgeführt werden. Damit kann wenigstens teilweise, im optimalen Fall vollständig, verhindert werden, dass flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel weiter im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch mitgeführt werden und dass der Betrieb des mit dem Gemisch gespeisten Systems dadurch beeinträchtigt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das wenigstens eine Aufnahmeelement an wenigstens einer den Raumbereich begrenzenden Wandung vorgesehen. Dies ermöglicht die Anordnung von wenigstens einem Aufnahmeelement an Wandungen, bei denen aufgrund der Konstruktion, aufgrund der vorherrschenden Strömungsverhältnisse und insbesondere aufgrund von tiefen Temperaturen die Gefahr besteht, dass sich im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch mitgeführte, nicht genügend zerstäubte flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel niederschlagen.

Das wenigstens eine Aufnahmeelement kann an einem den Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch-Strom ablenkenden Ablenkelement vorgesehen sein. Derartige Ablenkelemente können beispielsweise Prallplatten, Flammblenden o.ä. sein, die in der Regel direkt in der Hauptströmung des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs stehen, d. h., die Gefahr, dass sich an diesen Ablenkelementen nicht genügend zerstäubte, flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel niederschlagen, ist relativ hoch. Die Prallplatten dienen mit, aber auch ohne Aufnahmeelement dazu, das ungebremste Mitführen von flüssigen Kohlenwasserstoff-Partikeln im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch zu verhindern, um wenigstens einen Teil der flüssigen Kohlenwasserstoff-Partikel auffangen zu können. Durch die Anordnung von wenigstens einem Aufnahmeelement an einem Ablenkelement können flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch noch effizienter aufgefangen und sozusagen heraus gefiltert werden. Ferner können die Partikel im Aufnahmeelement derart zurückgehalten werden, dass die Bildung von Kohlenwasserstoff-Tropfen am Ablenkelement im optimalen Fall verhindert werden kann.

Eine effiziente Aufnahme von flüssigen Kohlenwasserstoff-Partikeln an den Aufnahmeelementen kann erreicht werden, wenn diese in der Lage sind, den flüssigen Kohlenwasserstoff zu absorbieren. Durch die Absorption wird der flüssige Kohlenwasserstoff vom Material des Aufnahmeelements aufgesaugt und haftet nicht in Form von größeren Tropfen auf Grund von Reibung, Viskosität bzw. Oberflächenspannung am Aufnahmeelement. Prinzipiell kann aufgrund der Absorption auch eine größere Menge von flüssigem Kohlenwasserstoff aufgenommen werden im Vergleich mit einem nicht absorbierenden Material, ohne dass die Gefahr der Bildung von Kohlenwasserstoff-Tropfen am mit absorbierendem Material versehenen Ablenkelement besteht.

In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Aufnahmeelement aus porösem Material gebildet ist. Die Verwendung von porösem Material ermöglicht eine Aufnahme von größeren Mengen von flüssigem Kohlenwasserstoff im Vergleich mit anderen, insbesondere nicht porösen Materialien. Dadurch wird die Tropfenbildung nach der Aufnahme von Kohlenwasserstoff an der Oberfläche des Aufnahmeelements vermindert bzw. sogar ganz verhindert. Ferner ermöglicht poröses Material neben der Absorption auch die Verdunstung des aufgenommenen Kohlenwasserstoffs, so dass flüssiger Kohlenwasserstoff, der bei tiefen Temperaturen vom Aufnahmeelement absorbiert wurde, dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch wieder zugeführt werden kann. Eine solche Anordnung wirkt unterstützend für die vollständige Verarbeitung des Kohlenwasserstoffs und verhindert die Beeinträchtigung des Betriebs durch erneut gebildete Tropfen von flüssigem Kohlenwasserstoff. Das Material kann bezüglich seiner Porosität derart beschaffen sein, dass es für die jeweilige Anordnung des Aufnahmeelements und für die jeweils verwendete Art von Kohlenwasserstoff optimale Eigenschaften aufweist hinsichtlich der Absorptionsfähigkeit.

Um eine möglichst optimale Anordnung erreichen zu können, ist es besonders zweckmäßig, wenn in der Vorrichtung die Zerstäubungsanordnung und/oder die Heizanordnung und/oder das Aufnahmeelement und/oder der Raumbereich miteinander kombiniert werden. In einer derartigen Ausführungsform kann einerseits der Kohlenwasserstoff, insbesondere auch bei tiefen Temperaturen, besser in der Luft zerstäubt werden, was das Mitführen von größeren Kohlenwasserstoff-Partikeln im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischstrom reduzieren bzw. sogar verhindern kann, und andererseits können Partikel von flüssigem Kohlenwasserstoff, die trotz der verbesserten Zerstäubung im Luft/Kohlenwasserstoft-Gemisch vorhanden sein könnten, durch das Aufnahmelement aufgenommen bzw. absorbiert werden. Dies führt dazu, dass im optimalen Fall durch Tropfenbildung induzierte Betriebsbeeinträchtigungen, insbesondere das Austreten von unverbrannt flüssigem Brennstoff bzw. von Weißrauch, eines mit dem Gemisch gespeisten Systems verhindert werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise in einem Heizgerät verwendet werden, um die Verbrennung zu optimieren. Ferner ist es auch möglich, die Vorrichtung in einem Reformer, der zur Gewinnung von Wasserstoff z. B. für Brennstoffzellen zum Einsatz kommt, einzusetzen, wobei einerseits eine optimierte Verbrennung, beispielsweise zur Erwärmung des Reformers auf Betriebstemperatur, ermöglicht wird und andererseits die Bildung des zur Reformierung zu verwendenen Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs verbessert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Längsschnittansicht eines Zerstäuberbrenners, in dem beispielhaft zwei alternative erfindungsgemäße Heizanordnungen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs vorgesehen sind;
2 eine schematische Längsschnittansicht eines Zerstäuberbrenners, in dem ein Venturi-Abschnitt als Kohlenwasserstoff-Zuführung vorgesehen ist;
3 zwei Ausführungsvarianten der Heizanordnung im Venturi-Abschnitt (3a, b); und
4 eine Prinzip-Längsschnittansicht von erfindungsgemäßen Aufnahmeelementen in einem Raumbereich, welchem das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch zuführbar ist.
Eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs weist mit Bezug auf 1 eine mit 10 bezeichnete Zerstäubungsanordnung und einen mit 12 bezeichneten Raumbereich auf, welchem das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch zuführbar ist. Die Zerstäubungsanordnung 10 umfasst eine Kohlenwasserstoff-Zuführung 14, über die flüssiger Kohlenwasserstoff, z. B. Benzin, Diesel, Biodiesel oder dergleichen, der Zerstäubungsanordnung 10 zugeführt wird. Der zugeführte Kohlenwasserstoff wird in der Zerstäubungsanordnung 10 zerstäubt und gelangt zusammen mit ebenfalls über die Zerstäubungsanordnung 10 zugeführter Luft in den Raumbereich 12. In der Zerstäubungsanordnung 10 wird die Luft über einen Raumbereich 16 auf zwei Luftströmungs-Raumbereiche 18, 20 verteilt. Die beiden Luftströmungs-Raumbereiche 18, 20 sind durch ein erstes Luftströmungsführungs-Element 22 voneinander getrennt. Ein zweites Luftströmungsführungs-Element 24 begrenzt zusammen mit dem ersten Luftströmungsführungs-Element 22 den ersten Luftströmungs-Raumbereich 18. Ein drittes Luftströmungsführungs-Element 26 begrenzt zusammen mit dem ersten Luftströmungsführungs-Element 22 den zweiten Luftströmungs-Raumbereich 20. Der durch die Kohlenwasserstoff-Zuführung 14 zugeführte Kohlenwasserstoff wird durch eine im ersten Luftströmungs-Raumbereich 18 erzeugte innere Drallströmung S_i an eine den ersten Luftströmungs-Raumbereich begrenzende Oberfläche 26 des ersten Luftströmungsführungs-Elements 22 aufgetragen. Der flüssige Kohlenwasserstoff bildet auf der Oberfläche 26 einen Brennstofffilm 28, der durch die innere Drallströmung S_i zu einer Zerstäuberlippe 30 bewegt wird. An der Zerstäuberlippe 30 wird der flüssige Kohlenwasserstoff aufgrund einer Scherwirkung zwischen der inneren Drallströmung S_i und einer im zweiten Luftströmungs-Raumbereich 20 erzeugten äußeren Drallströmung S_a zerstäubt. Das auf diese Weise gebildete Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch gelangt stromabwärts in den Raumbereich 12, in dem das Gemisch beispielsweise verbrannt werden kann. Für die Verbrennung ist eine Zündvorrichtung 32, beispielsweise in Form eines Glühzündstiftes, vorgesehen. Im Raumbereich 12 ist ein Ablenkelement 34 angeordnet, an dem das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch zur besseren Verbrennung abgelenkt und verwirbelt wird. Ferner können am Ablenkelement 34 ggf. im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch mitgeführte flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel aufgefangen werden. Die durch die Verbrennung im Raumbereich 12 entstandenen Verbrennungsabgase verlassen den Raumbereich 12 stromabwärts in Richtung eines nicht weiter beschriebenen Raumbereichs 36.
In der Zerstäubungsanordnung 10 in 1 sind auch zwei Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Heizanordnung 37 dargestellt. Beide Heizanordnungen 37 sind im ersten Luftströmungsführungs-Element 22 angeordnet, um die Oberfläche 26 des ersten Luftströmungsführungs-Elements 22 und somit auch den Brennstofffilm 28 erwärmen zu können. Eine erste Ausführungsvariante zeigt im oberen Teil des Längsschnitts des ersten Luftströmungsführungs-Elements 22 fünf Querschnitte eines in Form einer Schrau be/Spirale im ersten Luftströmungsführungs-Element 22 angeordneten Heizungsdrahts 38. Die zweite Ausführungsvariante zeigt einen im ersten Luftströmungsführungs-Element 22 angeordneten Glühstift 40, mit dem das Luftströmungsführungs-Element 22, dessen Oberfläche 26 und der Brennstofffilm 28 erwärmt werden können. Die Erwärmung des Heizdrahts 38 und des Glühstifts 40 erfolgt durch das Anlegen einer elektrischen Spannung, so dass im Heizdraht 38 bzw. im Glühstift 40 ein elektrischer Strom fließt und der Heizdraht 38 bzw. der Glühstift 40 aufgrund ihres jeweiligen elektrischen Widerstands erwärmt werden. Die Erwärmung des an der Oberfläche 26 des ersten Luftströmungsführungs-Elements 22 aufgebrachten Brennstofffilms 28 kann aber auch in anderer Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch mehrere am Umfang des Luftströmungsführungs-Elements 22 angeordnete Glühstifte 40, durch Mikrowellenstrahlung oder dergleichen.
Es ist selbstverständlich, dass die Zerstäubungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Heizanordnung sowohl in Heizgeräten, wie z. B. einer Standheizung, eingesetzt werden kann. Ferner kann eine solche Zerstäubungsanordnung auch in einem Reformer, der aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch Wasserstoff gewinnt, verwendet werden, ggf. in Verbindung mit einer Verbrennungsanordnung, um den Reformer vor der eigentlichen Reformierung des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs auf Betriebstemperatur erwärmen zu können. Der Reformer kann beispielsweise im Raumbereich 36 angeordnet sein.
In 2 erkennt man den Raumbereich 12 mit der Zündvorrichtung 32 und dem Ablenkelement 34, sowie dem nicht weiter beschriebenen Raumbereich 36 der Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs. Als Zerstäubungsanordnung 10' ist schematisch eine nach dem Venturi-Prinzip funktionierende Anordnung dargestellt. Der Kohlenwasserstoff wird durch einen Venturi-Abschnitt 50, der in Form eines Venturi-Röhrchens dargestellt ist, der Zerstäubungsanordnung 10' zugeführt. Die Luftzuführung erfolgt durch einen Luftströmungs-Raumbereich 52, der von entsprechenden Luftströmungsführungs-Elementen 54, 56 begrenzt wird. Die im Luftströmungs-Raumbereich 52 am Venturi-Abschnitt 50 vorbei strömende Luft, dargestellt durch die beiden Pfeile S_l, zerstäubt den am Ende 58 des Venturi-Abschnitts 50 austretenden Kohlenwasserstoff. Entsprechend dem bei 1 Beschriebenen gelangt das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch in den Raumbereich 12, in dem es verbrannt werden kann.
Bei der Verwendung des Venturi-Abschnitts 50 als Kohlenwasserstoff-Zuführung kann die Heizanordnung direkt am Venturi-Abschnitt angebracht werden, wie dies in zwei Ausführungsvarianten in den Querschnittsdarstellungen entsprechend der Schnittlinie III-III der 2 in den 3a und 3b dargestellt ist. Die Erwärmung des Venturi-Abschnitts 50 und somit des darin zugeführten Kohlenwasserstoffs kann gemäß 3a durch einen in geeigneter Weise am Venturi-Abschnitt 50 angeordneten Heizdraht 60 erfolgen, beispielsweise indem der Heizdraht 60 wendelartig um den Kohlenwasserstoff führenden, rohrartigen Zuführbereich 61 des Venturi-Abschnitts 50 angeordnet wird. Eine andere Ausführungsvariante sieht die Anordnung von einem oder mehreren Glühstiften 62, beispielsweise radial um den Kohlenwasserstoff führenden, rohrartigen Zuführbereich 61 des Venturi-Abschnitts 50, vor. Die Erwärmung des Heizdrahts 60 bzw. der Glühstifte 62 erfolgt wie bereits oben beschrieben, durch elektrischen Widerstand. Auch bei der Verwendung eines Venturi-Abschnitts kann eine andere geeignete Form der Heizanordnung 37 vorgesehen sein.
Die Zerstäubungsanordnung 10'' in 4 stellt stellvertretend alle für die Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs geeigneten Zerstäubungsanordnungen dar. Man erkennt den Raumbereich 12, den nicht weiter beschriebenen Raumbereich 36, die Zündvorrichtung 32 sowie das Ablenkelement 34. Der Raumbereich 12 wird von Wandungen 70 begrenzt, an denen wenigstens teilweise Aufnahmeelemente 72 angeordnet sind. Auf dem Ablenkelement 34, das beispielsweise eine Prallplatte sein kann, ist ebenfalls ein Aufnahmeelement 72' angebracht. Die an den Wandungen 70 des Raumbereichs 12 und am Ablenkelement 34 angeord neten Aufnahmeelemente 72, 72' nehmen flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel auf, die im durch die Zerstäubungsanordnung 10'' gebildeten Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch mitgeführt werden. Die Anordnung der vorzugsweise saugfähigen und porösen Aufnahmeelemente 72, 72' ist derart, dass unter Berücksichtigung der im Raumbereich 12 herrschenden Strömungsverhältnisse eine möglichst optimale Absorption von flüssigen Kohlenwasserstoft-Partikeln aus dem Luft/Kohlenwasserstoft-Gemisch erfolgen kann. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, dass die Wandungen 70 vollständig mit Aufnahmeelementen 72 ausgekleidet sind oder dass beispielsweise auch in den Raumbereich 12 vorstehende Teile, wie z. B. die Zündvorrichtung 32, mit entsprechenden Aufnahmeelementen versehen sind. Durch die Aufnahmeelemente 72 auf den Wandungen 70 können insbesondere flüssige Kohlenstoff-Partikel aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch aufgenommen werden, die durch entsprechende Radialkomponenten der vorherrschenden Strömung an die Wandungen getragen werden. Das am Ablenkelement 34 angeordnete Aufnahmeelement 72' nimmt im Speziellen flüssige Kohlenstoff-Partikel auf, die aufgrund hoher Luftströmungsgeschwindigkeiten in Hauptströmungsrichtung nicht vollständig verdunstet sind. Damit wird verhindert, dass flüssige Kohlenwasserstoff-Partikel ungebremst den Raumbereich 12 in Richtung des Raumbereichs 36 verlassen.
Die in der 4 dargestellten Aufnahmeelemente 72, 72' können vorzugsweise mit Zerstäubungsanordnungen 10, 10' kombiniert werden, welche die Heizanordnung 37 zur Erwärmung des zu zerstäubenden Kohlenwasserstoffs enthalten. Hierdurch wird einerseits die Zerstäubung verbessert, was das Mitführen von größeren Kohlenwasserstoff-Partikeln im Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischstrom reduzieren bzw. sogar verhindern kann, und andererseits können trotz der vorhergehenden Erwärmung vorhandene Partikel von flüssigem Kohlenwasserstoff durch die Aufnahmeelemente 72, 72' absorbiert werden.
Zusammenfassend umfasst eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs eine Zerstäubungsanordnung mit einer Kohlen wasserstoff-Zuführung und einer Luftzuführung zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoft-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff. In einem ersten Luftströmungsführungs-Element ist eine Heizanordnung vorgesehen, mit der an der Oberfläche des ersten Luftströmungsführungs-Elements aufgebrachter Kohlenwasserstoff erwärmt werden kann. Der erwärmte und somit weniger viskose Kohlenwasserstoff wird durch entsprechende Luftströmungen, die durch die Luftströmungs-Raumbereiche erzeugt werden, zu einer Zerstäuberlippe bewegt und dort zerstäubt, so dass ein zur Verbrennung oder Reformierung geeignetes Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch entsteht.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoft-Gemischs umfassend eine Zerstäubungsanordnung (10; 10') mit einer Kohlenwasserstoft-Zuführung (14) und einer Luftzuführung (16, 18, 20; 52) zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoft-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizanordnung (37) zum Erwärmen des Kohlenwasserstoffs vor der Zerstäubung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoff-Zuführung (14) wenigstens einen vermittels der Heizanordnung (37) erwärmbaren rohrartigen Zuführbereich (61) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführbereich (61) einen Venturiabschnitt (50) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungsanordnung wenigstens ein von der Luft umströmbares Luftströmungsführungs-Element (22) umfasst, dass die Kohlenwasserstoff-Zuführung (14) dazu ausgebildet ist, den flüssigen Kohlenwasserstoff auf die Oberfläche (26) des Luftströmungsführungs-Elements (22) zu fördern, und dass durch die Heizanordnung (37) der Kohlenwasserstoff auf der Oberfläche (26) des Luftströmungsführungs-Elements (22) erwärmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Heizanordnung (37) das Luftströmungsführungs-Element (22) erwärmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizanordnung (37) wenigstens ein in dem Luftströmungsführungs-Element (22) angeordnetes Heizelement (38; 40) umfasst.
Vorrichtung zur Erzeugung eines Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs umfassend eine Zerstäubungsanordnung mit einer Kohlenwasserstoff Zuführung (14) und einer Luftzuführung (16, 18, 20) zum Erzeugen des Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischs durch Zerstäubung von flüssigem Kohlenwasserstoff und einen Raumbereich (12), welchem das Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raumbereich (12) wenigstens ein Aufnahmeelement (72, 72') vorgesehen ist zur Aufnahme von flüssigem Kohlenwasserstoff aus dem Luft/Kohlenwasserstoff-Gemisch.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (72) an wenigstens einer den Raumbereich (12) begrenzenden Wandung (70) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (72') an einem den Luft/Kohlenwasserstoff-Gemischstrom ablenkenden Ablenkelement (34) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (72, 72') flüssigen Kohlenwasserstoff absorbiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Aufnahmeelement (72, 72') aus porösem Material gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizanordnung (37) nach Anspruch 1 vorgesehen ist, optional in Verbindung mit wenigstens einem Merkmal der Ansprüche 2 bis 6.
Heizgerät umfassend die Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Reformer umfassend die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.