DE102004057270B4

DE102004057270B4 - Fuel evaporator element for a heater

Info

Publication number: DE102004057270B4
Application number: DE102004057270A
Authority: DE
Inventors: Frank Erbacher
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2024-11-27
Also published as: DE102004057270A1; WO2006056177A1

Abstract

Brennstoffverdampferelement (14; 16) für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeugheizgerät (10), wobei das Brennstoffverdampferelement (14; 16) aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Brennkammer (12) zumindest abschnittsweise bildet.Fuel evaporator element (14; 16) for one with liquid Fuel-operated heater (10), especially for a motor vehicle heater (10), wherein the fuel evaporator element (14; 16) is made of a ceramic Oxide / oxide composite fiber material is manufactured, characterized in that it has a combustion chamber (12) at least partially forms.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffverdampferelement für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeugheizgerät, wobei das Brennstoffverdampferelement aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.The The present invention relates to a fuel evaporator element for a liquid Fuel-operated heater, especially for a vehicle heater, wherein the fuel evaporator element is of a ceramic oxide / oxide fiber composite material is made.

Aus der DE 101 11 892 C1 ist ein Brennstoffverdampferelement für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere für ein Kraftfahrzeugheizgerät bekannt, das ebenfalls aus einem keramischen Faserverbundwerkstoff hergestellt sein kann. Dabei können die eingesetzten Materialien auch (Metall-) Oxide sein.From the DE 101 11 892 C1 is a fuel evaporator element for a liquid fuel operated heater, in particular for a motor vehicle heating device known, which may also be made of a ceramic fiber composite material. The materials used may also be (metal) oxides.

Ferner ist aus der DE 197 29 830 A1 ein Verfahren zur Beschichtung oxidischer Fasermaterialien mit Metallaluminaten zur Herstellung versagenstoleranter hochtemperaturfester Verbundwerkstoffe bekannt.Furthermore, from the DE 197 29 830 A1 a method for coating oxidic fiber materials with metal aluminates for the production of failure tolerant high temperature resistant composites known.

Die Verdampfung des flüssigen Brennstoffes ist bei unterschiedlichen Heizgerätetypen erforderlich, um auch bei tiefen Brennluft-Temperaturen den Brennstoff kontrolliert und vollständig in die Gasphase zu überführen, um das Brennverhalten zu verbessern. Beispielsweise existieren sogenannte Verdampferbrenner, bei denen ein saugfähiges Brennstoffverdampferelement vorgesehen ist, dem flüssiger Brennstoff zugeführt wird. Als saugfähiges Element wird dabei in der Regel ein Verdampfer-Vlies aus gesinterten Stahlfasern verwendet. Derartige Verdampfer-Vliese aus gesinterten Stahlfasern sind jedoch vom Materialpreis her sehr teuer und andererseits von der Verabreitung sehr aufwendig. Weiterhin sind sie empfindlich gegenüber Überhitzung und Abbrand, insbesondere auf der der Flamme zugewandten Seite. Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe sind vom Materialpreis her günstiger als Stähle. Darüber hinaus können Stähle lediglich Temperaturen von ungefähr 1200 °C überstehen. Im Gegensatz hierzu können keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe bei Temperaturen bis zu 1500 °C eingesetzt werden.The Evaporation of the liquid Fuel is required for different types of heaters, too at low combustion air temperatures, the fuel is controlled and completely in to transfer the gas phase to to improve the burning behavior. For example, so-called Evaporator burners in which an absorptive fuel evaporator element is provided, the liquid Fuel supplied becomes. As absorbent Element is usually an evaporator fleece made of sintered Steel fibers used. Such evaporator nonwovens made of sintered However, steel fibers are very expensive on the price of materials and on the other hand from the very time consuming. Furthermore, they are sensitive against overheating and burnup, especially on the flame-facing side. Oxide / oxide fiber composites are cheaper from the material price as steels. Furthermore can steels only temperatures of about 1200 ° C survive. In contrast, you can ceramic oxide / oxide fiber composites at temperatures up to to 1500 ° C be used.

Bei sogenannten Injektionsbrennern wird eine Mischung aus Brennluft und flüssigem Brennstoff über eine Brennstoffdüse eingebracht, insbesondere eine Venturidüse oder eine Zerstäuberdüse. Bei derartigen Brennern ist es bekannt, gegenüber dem Auslass der Brennstoffdüse eine Prallscheibe anzuordnen, die unter anderem dazu dient, auftreffende Brennstofftropfen zu verdampfen. Daher wird die Prallscheibe im vorliegenden Zusammenhang ebenfalls als ein Brennstoffverdampferelement betrachtet. Üblicherweise ist die Prallscheibe aus Stahl hergestellt und beispielsweise über eine Schweißverbindung in der Brennkammer befestigt. Auch in diesem Fall sind die Materialkosten hoch. Weiterhin ist die Befestigung der Prallscheibe aufwendig.at so-called injection burners is a mixture of combustion air and liquid Fuel over a fuel nozzle introduced, in particular a venturi nozzle or a spray nozzle. at such burners, it is known, with respect to the outlet of the fuel nozzle a To arrange baffle plate, which serves among other things, incident To vaporize fuel droplets. Therefore, the baffle plate is in present context also as a fuel evaporator element considered. Usually the baffle plate is made of steel and for example via a welded joint attached in the combustion chamber. Also in this case are the material costs high. Furthermore, the attachment of the baffle plate is expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Brennstoffverdampferelemente derart weiterzubilden, dass die Herstellungskosten gesenkt werden und dass die aktive Verdampfungsfläche erhöht wird.Of the Invention is based on the object, the generic fuel evaporator elements in such a way that the production costs are reduced and that the active evaporation area is increased.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Brennstoffverdampferelement baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es eine Brennkammer zumindest abschnittsweise bildet. Beispielsweise ist es möglich, die gesamte Brennkammer aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff herzustellen, wobei in diesem Fall große Teile der Brennkammer als Verdampferfläche benutzt werden können.The Fuel evaporator element according to the invention builds on the generic state of Technique characterized in that there is a combustion chamber at least in sections forms. For example, it is possible the entire combustion chamber of a ceramic oxide / oxide fiber composite material in this case, large parts of the combustion chamber as evaporator surface can be used.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelements ist vorgesehen, dass der keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff durch Anwenden eines Sinterprozesses auf ein hochfestes Fasergewebe und eine Matrix aus porösem Mullit hergestellt ist. Anstelle von Mullit können gegebenenfalls auch andere keramische Nanopartikel verwendet werden. Ein derartiger keramischer Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff ist beispielsweise in der Dissertation "Kolloidale Herstellung und Entwicklung eines neuen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffes" von R. Simon (Montana Universität Löben, 2004) beschrieben. Demgemäß kann das hochfeste Fasergewebe beispielsweise vom Typ Nextel 720 oder Nextel 610 sein. Zum Aufbau der Matrix wird eine kolloidale Suspension verwendet, die eine Mischung aus Nano- und Submikron-Pulvern enthält und beim Sintern eine feinporöse Struktur bildet. Das im Rahmen der genannten Dissertation entwickelte Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es den Einsatz von einfachen und kostengünstigen, an sich bekannten Laminiertechniken ermöglicht, wie sie zur Herstellung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen bekannt sind. Die kolloidale Herstellung führt zu homogenen, defektarmen Gefügen von hoher chemischer Reinheit. Durch den Wegfall der sonst üblichen Faserbeschichtung und Nachinfiltrationsschritte wird eine kostengünstige Herstellung des genannten Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffs möglich.In preferred embodiments of the fuel evaporator element of the present invention, it is contemplated that the ceramic oxide / oxide fiber composite is made by applying a sintering process to a high strength fibrous web and a matrix of porous mullite. Optionally, other ceramic nanoparticles may be used instead of mullite. Such a ceramic oxide / oxide fiber composite material is described, for example, in the dissertation "Colloidal Production and Development of a New Oxide / Oxide Fiber Composite" by R. Simon (Montana University Löben, 2004). Accordingly, the high-strength fiber fabric, for example, the Nextel type 720 or Nextel 610 be. To construct the matrix, a colloidal suspension is used which contains a mixture of nano- and submicron powders and forms a fine-porous structure during sintering. The manufacturing process developed in the context of the aforementioned dissertation is characterized by the fact that it allows the use of simple and inexpensive, known per se laminating techniques, as they are known for the production of components made of fiber-reinforced plastics. The colloidal preparation leads to homogeneous, low-defect structures of high chemical purity. By eliminating the usual fiber coating and Nachinfiltrationsschritte a cost-effective production of said oxide / oxide fiber composite material is possible.

Insbesondere im Zusammenhang mit den eingangs erwähnten Verdampferbrennern wird bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Brennstoffverdampferelement ein Vlies umfasst. Kommt statt des Grundstoffs Stahl ein Verdampfer-Vlies aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff zum Einsatz, so besteht die Möglichkeit, das Vlies und insbesondere die Vliesoberfläche temperaturmäßig höher zu belasten.Especially in connection with the above-mentioned evaporator burners preferred that the fuel evaporator element according to the invention includes a fleece. Comes instead of the basic material steel an evaporator fleece made of a ceramic oxide / oxide fiber composite used, so there is a possibility to load the fleece and in particular the fleece surface in terms of temperature higher.

Insbesondere im Zusammenhang mit Injektions- und Düsenbrennern wird für das erfindungsgemäße Brennstoffverdampferelement bevorzugt, dass es durch eine Prallscheibe gebildet ist. Durch diese Lösung ergibt sich der zusätzliche Vor teil, dass die Prallscheibe durch einen Formschluss-Fü geprozess in der Brennkammer befestigt werden kann, so dass beispielsweise auf aufwendige Schweißverbindungen verzichtet werden kann. Beispielsweise eine Befestigung durch Schrauben kann entweder durch externe Schrauben erfolgen, die in die Keramik eingedreht werden, oder indem das Vlies an seiner zylindrischen Außenseite als Gewinde ausgeformt ist, das in die ebenfalls mit Gewindegängen versehenen Brennkammer eingedreht wird. Weiterhin ist es möglich, die aus dem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellte Prallscheibe auf höhere Temperaturen zu erhitzen als dies bei der Verwendung von Stahl möglich wäre. Dadurch ergeben sich Vorteile bei der Verdampfung von auf die Prallscheibe auftreffenden Brennstofftropfen.Especially in connection with injection and nozzle burners is for the fuel evaporator element according to the invention preferred that it is formed by a baffle plate. Through this solution results the extra Partly before that the baffle plate by a positive connection joining process in the combustion chamber can be fixed, so for example on elaborate welded joints can be waived. For example, a fastening by screws can be done either by external screws, which are in the ceramic be screwed or by placing the fleece on its cylindrical outside is formed as a thread in the likewise provided with threads combustion chamber is screwed in. Furthermore, it is possible that from the ceramic Oxide / oxide fiber composite produced baffle plate to higher temperatures to heat than would be possible with the use of steel. Thereby There are advantages in the evaporation of the baffle plate impinging fuel drops.

Jedes mit flüssigem Brennstoff betriebene Heizgerät, insbesondere jedes Kraftfahrzeugheizgerät, das ein erfindungsgemäßes Brennstoffverdampferelement aufweist, fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.each with liquid Fuel-operated heater, in particular, any motor vehicle heating device comprising a fuel evaporator element according to the invention has fallen in the scope of the associated Claims.

Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass moderne Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe, die insbesondere als Thermalschutz von Raumfahrzeugen oder als Radom von Hyperschallflugkörpern entwickelt wurden, auch im Zusammenhang mit brennstoffbetriebenen Heizgeräten besonders vorteilhaft eingesetzt werden können, wobei insbesondere die Anwendung von Formschluss-Fügeprozessen zu einer deutlichen Senkung der Herstellungskosten führt. Die Erfindung führt dabei insbesondere dazu, dass eine bessere Funktionsweise sowie eine höhere Lebensdauer erreicht wird und dass eine preisgünstigere und zuverlässigere Fertigungsmethode zur Verfügung gestellt wird. Als Formschluss-Fügeprozess kommen beispielsweise die folgenden Befestigungsmöglichkeiten in Betracht: Verschrauben, Klipsen, Rasten, Presspassung, direktes Verbinden bei der Herstellung (Laminierung) der Fa serkeramik im Grünzustand und insbesondere Klemm-Fügeprozesse. Im Zusammenhang mit einer Verschraubung kann zusätzlich oder alternativ zum Einsatz herkömmlicher Schrauben in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass einzelne Komponenten mit Außengewinden versehen sind, die mit in anderen Komponenten zusammenwirkenden Innengewinden zusammenwirken. Beim Stand der Technik ist die Verbindung zwischen Stahl und Keramik sehr aufwändig, da sich insbesondere bei Vibrationsbeanspruchung des Bauteils die Verbindung zwischen der härteren Keramik und dem weicheren Stahlfügepartner lockert (Abrasion/Abnutzung) und der Keramik – da spröde – eine Beschädigung droht. Die Zähigkeit/Elastizität der erfindungsgemäß eingesetzten Keramik erlaubt die oben genannten Fügeprozesse, da durch die elastische Vorspannung immer eine einstückige Verbindung der Fügepartner gewährleistet wird. Damit ist ein sich Freiarbeiten der Keramik bei Vibrationen ausgeschlossen.Essential for the Invention is the recognition that modern oxide / oxide fiber composites, in particular as thermal protection of spacecraft or as a radome of hypersonic missiles have been developed, also in the context of fuel-powered heaters can be used particularly advantageously, in particular the Application of form-fitting joining processes leads to a significant reduction in manufacturing costs. The Invention leads in particular, that better functioning as well a higher one Lifespan is achieved and that a cheaper and more reliable Manufacturing method available is provided. As form-fitting joining process For example, the following mounting options come into consideration: screwing, clipping, notching, press fit, direct Connecting in the production (lamination) of Fa serkeramik in green state and in particular clamping joining processes. In connection with a screw connection can be used additionally or alternatively conventional Screws may be provided in a particularly advantageous manner that individual components with external threads provided with cooperating with other components Internal threads interact. In the prior art, the connection is between steel and ceramics very expensive, since in particular at vibration of the component, the connection between the harder one Ceramics and the softer steel partner loosens (abrasion / wear) and the ceramic - as brittle - threatens damage. The toughness / elasticity of the invention used Ceramic allows the above-mentioned joining processes, because of the elastic Preload always a one-piece Connection of joining partners guaranteed becomes. This is a free work of ceramics in vibration locked out.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere in Verbindung mit sogenannten Verdampferbrennern eingesetzt werde. Dies schließt jedoch den Einsatz bei anderen Brennertypen, beispielsweise bei Injektionsbrennern oder Zerstäuberbrennern, nicht aus, sofern auch dort der Einsatz eines Verdampferelements vorgesehen ist.The The present invention may be particularly useful in connection with so-called Be used to evaporator burners. However, this excludes the use of others Burner types, for example in the case of injection burners or atomizer burners, not from, provided there is the use of an evaporator element is provided.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen beispielhaft erläutert.preferred embodiments The invention will be described below with reference to the accompanying drawings exemplified.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelements aufweisenden Brenners für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät; und 1 a schematic representation of a first embodiment of the inventive fuel evaporator element having burner for a fuel heater operated with liquid fuel; and

2 eine schematische Darstellung einer eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelements aufweisende Brennkammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät. 2 a schematic representation of a second embodiment of the fuel evaporator element according to the invention having combustion chamber for a fuel heater operated with liquid fuel.

1 zeigt schematisch die hier interessierenden Komponeten eines Injektionsbrenners für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät 10, das als solches lediglich als Block angedeutet ist. Der Brenner umfasst eine Brennkammer 12 in der eine unter anderem zur Verdampfung von Brennstoff vorgesehene Prallscheibe 16 angeordnet ist, die eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelementes darstellt. Zusätzlich kann diese Prallscheibe in gewissen Brennerausführungen auch als Drallkörper ausgebildet sein, was ihre Eigenschaft als potentielle Verdampfungsfläche jedoch nicht verändert. Die Prallscheibe 16 weist Prallscheibendurchbrüche 30 auf, von denen lediglich zwei dargestellt sind. Eine aus dem keramischen Material hergestellte Prallscheibe kann durch die Porosität des Materials auch teilweise eine Verdampferfunktion einnehmen, indem das Material Brennstofftröpfchen aus der Düse zwischenspeichert und einer kontrollierten Ver dampfung zuführt, was zu einer guten Brennstoff-Aufbereitung und damit zu einer sehr sauberen Verbrennung führt. Im Falle einer Stahl-Prallscheibe können diese Tröpfchen unter Umständen durch den Leidenfrost-Effekt von der heißen, glatten Oberfläche abspringen und durch die Brennluft in den stromabwärtigen Teil des Brenners geführt werden. Dies kann zu einer unvollständigen Verbrennung und schlechten Abgaswerten führen. Darüber hinaus ist der Prallscheibe eine Startkammer 28 zugeordnet, in die in an sich bekannter Weise eine Zündeinrichtung 18 ragt (siehe hierzu auch meine Bemerkungen im Patententwurf P2922DE). Bezogen auf die Darstellung von 1 ist links neben der Brennkammer 12 ein Flammrohr 22 angeordnet, das einen Sekundärbrennraum bildet und über einen Brennkammerauslass 48 mit der Brennkammer 12 in Verbindung steht. Ein Sekundärbrennraumauslass 50 steht mit einer hier nicht dargestellten Abgasanlage in Verbindung, die zumindest teilweise ebenfalls aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff gebildet sein kann. Rechts von der Prallscheibe 16 ist eine Brennstoffdüse 20 in Form einer Venturidüse angedeutet. Durch eine Fertigung der Venturidüse aus dem porösen Material kann gegebenenfalls eine gewisse Verdampfereigenschaft der Düsenwände bezüglich Brennstoffniederschlägen vorteilhaft verwirklicht werden. In die Brennstoffdüse 20 ragt eine hier nicht näher interessierende Brennstoffnadel 26, wie dies an sich ebenfalls bekannt ist. Benachbart zur Brennstoffdüse 20 ist ein einstückig mit dieser ausgebildeter Hitzeschild 24 vorgesehen, der in einen zylindrischen Kragen 34 übergeht. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Hitzeschild bei bestimmten Ausführungsformen eine Sekundärluftbelochung aufweisen, um der Brennkammer neben der durch die Düse zuge führten Brennluft Sekundärluft zuzuführen, insbesondere verdrallte Sekundärluft. 1 schematically shows the components of interest here of an injection burner for a liquid fuel operated heater 10 , which is indicated as such only as a block. The burner includes a combustion chamber 12 in the one intended, inter alia, for the evaporation of fuel baffle plate 16 is arranged, which represents a first embodiment of the fuel evaporator element according to the invention. In addition, this baffle plate may be formed in certain burner designs as a swirl body, which does not change their property as a potential evaporation surface. The baffle plate 16 has baffles breakthroughs 30 on, of which single Lich two are shown. A baffle made of the ceramic material can also take part of the porosity of the material an evaporator function by the material caching fuel droplets from the nozzle and a controlled evaporation Ver supplies, resulting in a good fuel processing and thus a very clean combustion. In the case of a steel baffle, these droplets may possibly leap off the hot, smooth surface due to the Leidenfrost effect and be guided by the combustion air into the downstream part of the burner. This can lead to incomplete combustion and poor exhaust emissions. In addition, the baffle plate is a starting chamber 28 assigned, in the manner known per se, an ignition device 18 stands (see also my remarks in Patent Design P2922DE). Related to the representation of 1 is to the left of the combustion chamber 12 a flame tube 22 arranged, which forms a secondary combustion chamber and via a Brennkammerauslass 48 with the combustion chamber 12 communicates. A secondary combustion chamber outlet 50 is in communication with an exhaust system, not shown here, which may be at least partially also formed of a ceramic oxide / oxide fiber composite material. Right from the baffle plate 16 is a fuel nozzle 20 indicated in the form of a venturi. By manufacturing the Venturi nozzle from the porous material, a certain evaporating property of the nozzle walls with regard to fuel precipitation may possibly be realized to advantage. In the fuel nozzle 20 protrudes a not interesting here fuel needle 26 as it is also known. Adjacent to the fuel nozzle 20 is an integral with this trained heat shield 24 provided in a cylindrical collar 34 passes. Although not shown, in certain embodiments, the heat shield may have secondary air puffing to supply secondary air to the combustion chamber in addition to the combustion air supplied through the nozzle, in particular, twisted secondary air.

Obwohl prinzipiell auch Ausführungsformen denkbar sind, bei denen beispielsweise die Brennkammer 12 (oder andere der genannten Komponenten) zumindest teilweise aus Stahl hergestellt ist, wird bevorzugt, dass nicht nur die das Brennstoffverdampferelement bildende Prallscheibe 16, sondern auch die Brennkammer 12, die Düse 20 beziehungsweise der Hitzeschild 24 sowie das Flammrohr 22 aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Im dargestellten Fall sind sämtliche der genannten Komponenten durch einen Formschluss-Fügeprozess miteinander verbunden, wie dies nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Montage des Brenners noch näher erläutert wird.Although, in principle, embodiments are conceivable in which, for example, the combustion chamber 12 (or other of said components) is at least partially made of steel, it is preferred that not only the baffle plate forming the fuel evaporator element 16 but also the combustion chamber 12 , the nozzle 20 or the heat shield 24 as well as the flame tube 22 are made of a ceramic oxide / oxide fiber composite material. In the case shown, all of the components mentioned are connected to one another by a positive-fit joining process, as will be explained in more detail below in connection with the description of the assembly of the burner.

Um zu dem in 1 näher dargestellten Brenner zu gelangen, kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden. Zunächst werden das Flammrohr 22, die Brennkammer 12, die Prallscheibe 16 und das die Düse 20 sowie den Hitzeschild 24 bildende Bauteil unter Einsatz an sich bekannter Laminiertechniken aus einem Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt. Bei der Herstellung des die Düse 20 beziehungsweise den Hitzeschild 24 bildenden Bauteils ist als Besonderheit zu erwähnen, dass die Zündeinrichtung 18 über einen Fügeprozess direkt in die zähe Faserkeramik eingeschoben wurde, derart, dass ein Durchbruch 52 in dem Bauteil entsteht. Dadurch können auch diesbezüglich aufwendige Verbindungstechniken entfallen. Andererseits ist die Keramik auch im gesinterten Zustand zäh und nicht alle Zündeinrichtungen sind dazu geeignet, einem Sinterprozess ausge setzt zu werden. Daher kann alternativ das Einschieben der Zündeinrichtung in die fertige Keramik als Presspassung vorgesehen sein.To go to that in 1 For example, it is possible to proceed as follows. First, the flame tube 22 , the combustion chamber 12 , the baffle plate 16 and that the nozzle 20 as well as the heat shield 24 forming component using known per se laminating techniques made of an oxide / oxide fiber composite material. In the production of the nozzle 20 or the heat shield 24 forming component is to be mentioned as a special feature that the ignition device 18 was inserted directly into the tough fiber ceramic via a joining process, such that a breakthrough 52 arises in the component. As a result, complex connection techniques can also be omitted in this regard. On the other hand, the ceramic is tough even in the sintered state, and not all of the ignition devices are capable of being subjected to a sintering process. Therefore, alternatively, the insertion of the ignition device may be provided in the finished ceramic as a press fit.

Zur Montage des Brenners wird zunächst die Prallscheibe 16 in die Brennkammer 12 eingeführt, derart, dass sie an einem von der Brennkammer 12 gebildeten umlaufenden Steg 32 anliegt. Anschließend wird das die Düse 20 und den Hitzeschild 24 bildende Bauteil, das bereits die Zündeinrichtung 18 trägt, mit dem Kragen 34 in die Brennkammer 12 eingesetzt.To install the burner is first the baffle plate 16 into the combustion chamber 12 introduced, so that they are at one of the combustion chamber 12 formed circumferential jetty 32 is applied. Then this will be the nozzle 20 and the heat shield 24 forming component that already has the ignition device 18 wears, with the collar 34 into the combustion chamber 12 used.

Die Abmessungen sind dabei so gewählt, dass der Kragen 34 die Prallscheibe 16 im Zusammenwirken mit dem Steg 32 festklemmt. Anschließend wird eine erste Klemmvorrichtung 44 in Form eines ersten Spannrings verwendet, um einen ersten Flansch 36 der Brennkammer 12 mit einem dritten Flansch 40 zu verbinden, der sich in der dargestellten Weise senkrecht zu dem Kragen 34 erstreckt. Der erste Spannring 44 kann gegebenenfalls zumindest leicht V-förmig ausgebildet sein, um den ersten Flansch 36 und den dritten Flansch 40 aufeinander zu vorzuspannen. Anschließend wird das Flammrohr 22 befestigt, ebenfalls über einen Klemm-Fügeprozess. Zu diesem Zweck weist die Brennkammer 12 einen zweiten Flansch 38 auf, der mit einem durch das Brennrohr 22 gebildeten vierten Flansch 42 zusammenwirkt, indem der zweite Flansch 38 und der vierte Flansch 42 über einen zweiten Spannring 46 aufeinander zu vorgespannt werden.The dimensions are chosen so that the collar 34 the baffle plate 16 in cooperation with the footbridge 32 clamps. Subsequently, a first clamping device 44 used in the form of a first clamping ring to a first flange 36 the combustion chamber 12 with a third flange 40 to connect, in the manner shown perpendicular to the collar 34 extends. The first clamping ring 44 may optionally be at least slightly V-shaped to the first flange 36 and the third flange 40 to bias one another. Subsequently, the flame tube 22 attached, also via a clamping-joining process. For this purpose, the combustion chamber 12 a second flange 38 on, with one through the combustion tube 22 formed fourth flange 42 cooperates by the second flange 38 and the fourth flange 42 over a second clamping ring 46 to be biased towards each other.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelements aufweisende Brennkammer für ein mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät 10, das als solches lediglich als Block angedeutet ist. Die in 2 dargestellte Brennkammer ist Bestandteil eines sogenannten Verdampferbrenners, bei dem ein saugfähiges Element zur Verdampfung des flüssigen Brennstoffs vorgesehen ist. Bei bekannten Verdampferbrennern sind die saugfähigen Elemente durch Verdampfer-Vliese aus gesinterten Stahlfasern gebildet, die jedoch empfindlich gegenüber Überhitzung und Abbrand sind. Gemäß der Darstellung von 2, bei der die Zündeinrichtung nicht dargestellt ist, ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffverdampferelements 14 in Form eines Verdampfer-Vlieses vorgesehen, das aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Dem Verdampfer-Vlies 14 wird über eine Brennstoffleitung 56 flüssiger Brennstoff zugeführt. Das Verdampfer-Vlies 14 weist einen ersten Abschnitt 14a sowie einen zweiten Abschnitt 14b auf. Der zweite Abschnitt 14b des Verdampfer-Vlieses 14 bildet einen Wandabschnitt der Brennkammer 12, so dass die für den Verdampfungsprozess wirksame Oberfläche sehr groß ist. Obwohl die Brennkammer 12 prinzipiell auch aus Stahl hergestellt sein kann, wird bevorzugt, dass auch die Brennkammer 12 aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff besteht. Wenn die Brennkammer 12 bezogen auf die Darstellung von 2 eine obere Brennkammerhälfte und eine untere Brennkammerhälfte aufweist, kann die Montage der dargestellten Baugruppe beispielsweise so erfolgen, dass das Verdampfer-Vlies 14 zunächst in eine der Gehäusehälften eingesetzt wird und die Brennkammer 12 anschließend durch die andere Gehäusehälfte komplettiert wird. Gemäß der Darstellung von 2 ist ein in der Brennkammer 12 umlaufender Steg 32 vorgesehen, der das Verdampfer-Vlies 14 axial festlegt, so dass sich aufgrund der aufeinander abgestimmten Geometrien insgesamt eine Klemm-Befestigung des Verdampfer-Vlieses 14 ergibt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es prinzipiell ebenfalls möglich, die Brennkammer 12 und das Verdampfer-Vlies 14 einstückig auszubilden. In diesem Fall sind die zur Brennstoffverdampfung vorgesehenen Bereiche der Brennkammer 12 saugfähig ausgestaltet, während der Außenbereich der Brennkammer 12 vorzugsweise dicht ist, um ein Austreten von Brennstoff zu vermeiden. 2 shows a second embodiment of the fuel evaporator element according to the invention combustion chamber for a liquid fuel operated heater 10 , which is indicated as such only as a block. In the 2 illustrated combustion chamber is part of a so-called evaporator burner, in which an absorbent element is provided for the evaporation of the liquid fuel. In known evaporator burners, the absorbent elements are through Evaporator nonwovens formed of sintered steel fibers, which are sensitive to overheating and burning. As shown by 2 in which the ignition device is not shown, is a second embodiment of the fuel evaporator element according to the invention 14 provided in the form of an evaporator fleece, which is made of a ceramic oxide / oxide fiber composite material. The evaporator fleece 14 is via a fuel line 56 supplied liquid fuel. The evaporator fleece 14 has a first section 14a as well as a second section 14b on. The second section 14b of the evaporator fleece 14 forms a wall portion of the combustion chamber 12 so that the surface effective for the evaporation process is very large. Although the combustion chamber 12 In principle, it can also be made of steel, it is preferred that the combustion chamber 12 consists of a ceramic oxide / oxide fiber composite material. When the combustion chamber 12 related to the representation of 2 an upper combustion chamber half and a lower combustion chamber half, the assembly of the illustrated assembly, for example, carried out so that the evaporator fleece 14 is first inserted into one of the housing halves and the combustion chamber 12 then completed by the other housing half. As shown by 2 is one in the combustion chamber 12 circumferential bridge 32 provided that the evaporator fleece 14 axially sets, so that due to the coordinated geometries a total clamping attachment of the evaporator fleece 14 results. Although not shown, it is also possible in principle, the combustion chamber 12 and the evaporator fleece 14 to train in one piece. In this case, the areas provided for fuel evaporation are the combustion chamber 12 absorbent configured while the outside of the combustion chamber 12 is preferably tight to prevent leakage of fuel.

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.The in the above description, in the drawings and in the claims disclosed features of the invention can both individually and also in any combination for the realization of the invention be essential.

1010: Heizgerätheater
1212: Brennkammercombustion chamber
1414: Verdampfer-VliesEvaporator nonwoven
14a14a: erster Abschnittfirst section
14b14b: zweiter Abschnittsecond section
1616: Prallscheibebaffle plate
1818: Zündeinrichtungignition device
2020: Brennstoffdüsefuel nozzle
2222: Sekundärbrennbereich/FlammrohrSecondary firing range / flame tube
2424: Hitzeschildheat shield
2626: Brennstoffnadelfuel needle
2828: Startkammerstarting chamber
3030: PrallscheibendurchbrücheBaffle plate openings
3232: Stegweb
3434: Kragencollar
3636: erster Flanschfirst flange
3838: zweiter Flanschsecond flange
4040: dritter Flanschthird flange
4242: vierter Flanschfourth flange
4444: erste Klemmvorrichtung/erster Spannringfirst Clamping device / first clamping ring
4646: zweiter Spannringsecond clamping ring
4848: Brennkammerauslasscombustor
5050: SekundärbrennraumauslassSekundärbrennraumauslass
5252: Durchbruchbreakthrough
5454: Brennstoffleitungfuel line

Claims

Fuel evaporator element ( 14 ; 16 ) for a liquid fuel operated heater ( 10 ), in particular for a motor vehicle heating device ( 10 ), wherein the fuel evaporator element ( 14 ; 16 ) is made of a ceramic oxide / oxide fiber composite material, characterized in that it has a combustion chamber ( 12 ) forms at least in sections.

Fuel evaporator element ( 14 ; 16 ) according to claim 1, characterized in that the ceramic oxide / oxide fiber composite material is produced by applying a sintering process to a high-strength fiber fabric and a matrix of porous mullite.

Fuel evaporator element ( 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that it is a fleece ( 14 ).

Fuel evaporator element ( 16 ) according to claim 1 or 2, characterized in that it has a baffle plate ( 16 ).

With liquid Fuel-operated heater, in particular vehicle heating device, characterized in that it has an evaporator element according to one of the preceding claims.