DE102009026269A1 - Mobile heater i.e. stand heater, for heating interior of camper, has injector for supplying fuel-combustion air mixture to catalytic converter, where combustion air for producing mixture is sucked by fuel-propulsion jet - Google Patents

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Abstract

The heater (2) has a catalytic converter (4) designed such that thermal heat is produced by catalytic conversion of fuel with combustion air that is supplied to the catalytic converter. An injector (12) is provided for supplying fuel-combustion air mixture to the catalytic converter. The injector is connected to a heatable fuel-preparation chamber (34), lines (36), pump (38), fuel valve, fuel line, fuel tank and a combustion air-inlet (16). A fuel-propulsion jet of gaseous fuel is produced in the injector. The combustion air for producing the fuel-combustion air mixture is sucked by the jet.

Description

Heizgeräte für mobile Anwendungen (im Folgenden: mobile Heizgeräte) werden insbesondere im Fahrzeugbereich als Stand- oder Zuheizer eingesetzt. Standheizer (bzw. Standheizungen) sind sowohl bei ruhendem als auch bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar, während Zuheizer nur bei laufendem Fahrzeugmotor betreibbar sind.Heaters for mobile applications (in the following: mobile heaters) are used in particular in the vehicle sector as a stationary or auxiliary heater. Stand heaters (or auxiliary heaters) can be operated both when the vehicle engine is stationary and when the vehicle engine is running, while auxiliary heaters can only be operated when the vehicle engine is running.

Dabei sind mobile Heizgeräte bekannt, in denen zur Erzeugung von Heizwärme Brennstoff mit Brennluft in einer flammenden Verbrennung umgesetzt wird. Hierfür weisen solche mobilen Heizgeräte in der Regel eine Brennkammer auf, in der die Umsetzung in einer flammenden Verbrennung erfolgt. Teilweise werden zusätzlich Katalysatoren zur katalytischen Nachbehandlung der Verbrennungsgase eingesetzt.In this case, mobile heaters are known in which fuel is converted with combustion air in a flaming combustion to produce heat. For this purpose, such mobile heaters usually have a combustion chamber in which the reaction takes place in a flaming combustion. In some cases, additional catalysts are used for the catalytic aftertreatment of the combustion gases.

Daneben sind mobile Heizgeräte bekannt, in denen zur Erzeugung von Heizwärme gasförmiger Brennstoff mit Brennluft ohne Flammbildung (d. h. ohne Ausbildung einer sichtbaren Flamme) an einem Katalysator umgesetzt wird. Dieser Vorgang wird im Folgenden auch als vollkatalytische Oxidation bezeichnet. Die Umsetzungstemperatur ist dabei niedriger als bei einer flammenden Verbrennung. Die katalytische Umsetzung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches an dem Katalysator startet selbständig bei Erreichen einer ausreichend hohen Temperatur, die auch als Katalysator-Light-Off-Temperatur bezeichnet wird. Die Vorteile der Erzeugung von Heizwärme durch eine flammlose, katalytische Umsetzung im Vergleich zu einer flammenden Umsetzung in einer Brennkammer sind unter anderem eine reduzierte Schadstoffemission sowie die Vermeidung von Verbrennungsgeräuschen. Ferner ist der bauliche Aufwand reduziert, da keine Maßnahmen zur Flammhaltung und Flammüberwachung erforderlich sind.In addition, mobile heaters are known in which to generate heating heat gaseous fuel with combustion air without flame formation (i.e., without the formation of a visible flame) is reacted on a catalyst. This process is also referred to below as fully catalytic oxidation. The reaction temperature is lower than in a flaming combustion. The catalytic conversion of the fuel-combustion air mixture to the catalyst starts automatically upon reaching a sufficiently high temperature, which is also referred to as catalyst light-off temperature. The advantages of generating thermal heat by a flameless, catalytic conversion compared to a flaming implementation in a combustion chamber include a reduced pollutant emissions and the prevention of combustion noise. Furthermore, the structural complexity is reduced, since no measures for flame retardance and flame monitoring are required.

Bei mobilen Heizgeräten, in denen Heizwärme durch katalytische Umsetzung eines Brennstoff-Brennluft-Gemisches an einem Katalysator erzeugt wird (vollkatalytische Oxidation), ist eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators mit dem Brennstoff-Brennluft-Gemisch ein wesentliches Kriterium. Eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators umfasst insbesondere einen gleichmäßigen Durchsatz (bzw. eine einheitliche Strömungsgeschwindigkeit) des Brennstoff-Brennluft-Gemisches über den Strömungsquerschnitt des Katalysators sowie eine gleichmäßige Gemischkonzentration über den Strömungsquerschnitt des Katalysators. Ist dies nicht der Fall, können lokal stark unterschiedliche Temperaturen in dem Katalysator entstehen, die auch als Hot Spots bezeichnet werden. Solche Hot Spots wirken sich nachteilig auf die Lebensdauer des Katalysators aus. Ferner kann aufgrund einer ungleichmäßigen Beaufschlagung des Katalysators mit dem Brennstoff-Brennluft-Gemisch lokal eine nur unvollständige Umsetzung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches erfolgen, was wiederum zu einer erhöhten Schadstoffemission führen kann.In mobile heaters in which heat is generated by catalytic conversion of a fuel-combustion air mixture to a catalyst (fully catalytic oxidation), a uniform loading of the catalyst with the fuel-combustion air mixture is an essential criterion. A uniform loading of the catalyst in particular comprises a uniform throughput (or a uniform flow velocity) of the fuel-combustion air mixture over the flow cross-section of the catalyst and a uniform mixture concentration over the flow cross-section of the catalyst. If this is not the case, locally very different temperatures can arise in the catalyst, which are also referred to as hot spots. Such hot spots adversely affect the life of the catalyst. Furthermore, due to an uneven loading of the catalyst with the fuel-combustion air mixture locally only an incomplete implementation of the fuel-combustion air mixture done, which in turn can lead to increased pollutant emissions.

Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein mobiles Heizgerät bereitzustellen, in dem Heizwärme durch katalytische Umsetzung eines Brennstoff-Brennluft-Gemisches an einem Katalysator erzeugt wird (vollkatalytische Oxidation) und in dem bei einer baulich raumsparenden und einfachen Anordnung eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators mit dem Brennstoff-Brennluft-Gemisch erzielbar ist.Accordingly, the object of the present invention is to provide a mobile heater, is generated in the heating heat by catalytic conversion of a fuel-combustion air mixture to a catalyst (fully catalytic oxidation) and in the case of a structurally space-saving and simple arrangement, a uniform application of the catalyst can be achieved with the fuel-combustion air mixture.

Die Aufgabe wird durch ein mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a mobile heater according to claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein mobiles Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeug-Heizgerät, bereitgestellt, das einen Katalysator aufweist und das derart ausgebildet ist, dass in diesem Heizwärme durch katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft, die dem Katalysator zugeführt werden, erzeugbar ist. Das mobile Heizgerät weist dabei einen Injektor zur Zuführung eines Brennstoff-Brennluft-Gemisches zu dem Katalysator auf, wobei der Injektor derart ausgebildet und mit einer Brennstoff-Zuführung und einer Brennluft-Zuführung verbindbar oder verbunden ist, dass in dem Injektor ein Brennstoff-Treibstrahl aus gasförmigem Brennstoff erzeugbar ist und dass durch den Brennstoff-Treibstrahl Brennluft zur Erzeugung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches ansaugbar ist.According to the present invention, a mobile heater, in particular a vehicle heater, is provided, which has a catalyst and which is designed such that in this thermal heat can be generated by catalytic conversion of fuel with combustion air, which are supplied to the catalyst. The mobile heater in this case has an injector for supplying a fuel-combustion air mixture to the catalyst, wherein the injector is designed and connected to a fuel supply and a combustion air supply or connected, that in the injector from a fuel propellant beam can be generated gaseous fuel and that by the fuel propellant jet combustion air for generating the fuel-combustion air mixture is sucked.

Durch den Einsatz eines Injektors sind eine vollständige Vermischung von gasförmigem Brennstoff und Brennluft auf kleinstem Raum und damit eine gleichmäßige Gemischkonzentration erzielbar. Durch den Einsatz des Injektors in einem Heizgerät, in dem Heizwärme durch vollkatalytische Oxidation erzeugt wird, können die Vorteile einer vollkatalytischen Oxidation genutzt und in Kombination mit dem Injektor weiter ausgebaut werden, so dass unter anderem eine reduzierte Schadstoffemission, ein niedriger Geräuschpegel, ein geringer baulicher und steuerungstechnischer Aufwand, eine lange Lebensdauer des Katalysators, etc., erzielt werden. Durch die in dem Injektor aufgrund des Brennstoff-Treibstrahls erzeugte Sogwirkung zur Ansaugung von Brennluft ist ein separates Brennluft-Gebläse zur Zuführung von Brennluft nicht erforderlich. Dementsprechend können weiter Raum, Kosten und Steuerungsaufwand, die für die Vorsehung und Ansteuerung eines Brennluft-Gebläses erforderlich wären, eingespart werden. Ferner kann die Form des Injektors derart gewählt werden, dass über einen weiten Brennstoff-Förderbereich die entsprechend angesaugte Brennluftmenge eine geeignete Gemischkonzentration des Brennstoff-Brennluft-Gemisches ergibt. In diesem Fall kann auf eine Regelungseinrichtung, wie beispielsweise ein Brennluft-Ventil, durch das die Zufuhr von Brennluft an den Injektor einstellbar ist, verzichtet werden.Through the use of an injector complete mixing of gaseous fuel and combustion air in a small space and thus a uniform mixture concentration can be achieved. The use of the injector in a heater in which heating heat is generated by fully catalytic oxidation, the benefits of a fully catalytic oxidation can be exploited and further developed in combination with the injector, so that among other things a reduced pollutant emission, a low noise level, a low structural and control engineering effort, a long life of the catalyst, etc., can be achieved. Due to the suction effect generated in the injector due to the fuel propulsion jet for the intake of combustion air, a separate combustion air fan for supplying combustion air is not required. Accordingly, further space, cost and control effort that would be required for the provision and control of a combustion air blower can be saved. Furthermore, the shape of the injector can be selected such that the correspondingly sucked over a wide fuel delivery area Combustion air quantity results in a suitable mixture concentration of the fuel-combustion air mixture. In this case, can be dispensed with a control device, such as a combustion air valve, through which the supply of combustion air to the injector is adjustable.

Unter einem „mobilen Heizgerät” wird in diesem Zusammenhang ein Heizgerät verstanden, das für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dauerhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann das mobile Heizgerät auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere ist es zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbesondere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Container (zum Beispiel Baucontainern), etc.. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das mobile Heizgerät als Stand- oder Zuheizer für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt.A "mobile heater" is understood in this context to mean a heater which is designed for use in mobile applications and adapted accordingly. This means in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or housed only for transport therein) and not exclusively for a permanent, stationary use, as is the case for example when heating a building, is designed. In this case, the mobile heater can also be permanently installed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a land vehicle. In particular, it is for heating a vehicle interior, such as a land, water or aircraft, as well as a partially open space, as it is to be found, for example, on ships, especially yachts. The mobile heater can also be used temporarily stationary, such as in large tents, containers (for example, construction containers), etc. According to an advantageous development, the mobile heater as a stand-by or auxiliary heater for a land vehicle, such as a caravan, a Motorhome, a bus, a car, etc., designed.

Das Prinzip der vollkatalytischen Oxidation, bei dem Brennstoff mit Brennluft (insbesondere mit darin enthaltenem Sauerstoff) flammlos an einem Katalysator umgesetzt (oxidiert) wird, ist allgemein bekannt und wird in anderen technischen Bereichen bereits eingesetzt. Deshalb wird auf dieses Prinzip, das bei der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen von Heizwärme in dem mobilen Heizgerät eingesetzt wird, nicht näher eingegangen.The principle of fully catalytic oxidation, in which fuel with combustion air (in particular with oxygen contained therein) is flamelessly reacted (oxidized) on a catalyst, is well known and is already used in other technical fields. Therefore, this principle, which is used in the present invention for generating heating heat in the mobile heater, not discussed in detail.

Mit „Injektor”, der auch als Strahlpumpe bezeichnet wird, wird insbesondere auf eine Vorrichtung Bezug genommen, in der ein Fluidstrahl (hier Brennstoff-Treibstrahl) erzeugbar ist und bei der aufgrund eines Impulsaustausches zwischen dem Fluidstrahl und einem zweiten Medium, das in dem Bereich des Fluidstrahls zugeführt wird, das zweite Medium (hier Brennluft) ansaugbar und förderbar ist. Vielfach wird in dem Injektor eine Düse zur Erzeugung des Fluidstrahls eingesetzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in dem Injektor ein Brennstoff-Treibstrahl aus gasförmigem Brennstoff erzeugt. Dabei kann direkt gasförmiger Brennstoff eingesetzt werden. Alternativ kann aber auch flüssiger Brennstoff, der vor Zuführung in den Injektor verdampft wird, eingesetzt werden.With "injector", which is also referred to as a jet pump, reference is made in particular to a device in which a fluid jet (here fuel propellant jet) can be generated and due to a momentum exchange between the fluid jet and a second medium, in the area the fluid jet is supplied, the second medium (here combustion air) can be sucked and conveyed. In many cases, a nozzle for generating the fluid jet is used in the injector. According to the present invention, a fuel propelling jet of gaseous fuel is generated in the injector. In this case, directly gaseous fuel can be used. Alternatively, however, it is also possible to use liquid fuel which is evaporated before it is fed into the injector.

Eine „Brennstoff-Zuführung” und eine „Brennluft-Zuführung” ist unter anderem dadurch realisierbar, dass entsprechende Anschlüsse des Injektors jeweils an einer ausreichend verfügbaren Menge an Brennstoff bzw. Brennluft (Brennstoff-Vorrat bzw. Brennluft-Vorrat) angeschlossen sind. Dabei kann der Injektor beispielsweise an eine Brennluft-Leitung, an Außenluft oder an einen Brennluft-Tank direkt oder über weitere Fluid-Führungselemente (Ventile, Rohrleitungen, etc.) angeschlossen sein. Vorzugsweise wird dem Injektor Luft, insbesondere Außenluft, zugeführt. In entsprechender Weise kann der Injektor an eine Brennstoff-Leitung, an einen Brennstoff-Tank, etc., direkt oder über weitere Fluid-Führungselemente (Ventile, Rohrleitungen, etc.) angeschlossen sein.A "fuel supply" and a "combustion air supply" can be realized, inter alia, by the fact that corresponding connections of the injector are each connected to a sufficiently available quantity of fuel or combustion air (fuel supply or combustion air supply). In this case, the injector can be connected, for example, to a combustion air line, to outside air or to a combustion air tank directly or via further fluid guide elements (valves, pipelines, etc.). Preferably, the injector air, especially outside air supplied. In a corresponding manner, the injector can be connected to a fuel line, to a fuel tank, etc., directly or via further fluid-guiding elements (valves, pipelines, etc.).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Injektor stromabwärts eines Abschnittes (desselben), in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, eine Verengung des Strömungsquerschnittes für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch auf. Durch diese Verengung, die auch als Fangdüse bezeichnet wird, wird eine Mischkammer ausgebildet, durch die eine gleichmäßige Durchmischung des gasförmigen Brennstoffs und der Brennluft unterstützt wird.According to an advantageous development, the injector has downstream of a section (of the same), in which fuel and combustion air are combined in use, a constriction of the flow cross-section for the fuel-combustion air mixture. Through this constriction, which is also referred to as a catchment nozzle, a mixing chamber is formed through which a uniform mixing of the gaseous fuel and the combustion air is supported.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Injektor stromabwärts eines Abschnittes (desselben), in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, insbesondere stromabwärts der Verengung, einen Diffusor auf. Durch solch einen Diffusor wird eine Verlangsamung der Strömungsgeschwindigkeit unter gleichzeitigem Druckaufbau des Brennstoff-Brennluft-Gemisches erzielt. Ein solcher Druckaufbau ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass in dem mobilen Heizgerät ein ausreichend hoher Druck für einen Ausstoß der Abgase über den Abgasstrang, der beispielsweise einen Wärmetauscher und entsprechende Abgasrohre umfassen kann, erreicht wird. Ein Druckaufbau innerhalb des Heizgerätes ist insbesondere bei hohen Abgasgegendrücken, die beispielsweise bei einem langen Abgasstrang auftreten, erforderlich. Der Druckaufbau kann dabei durch die Abmessungen des Diffusors, insbesondere durch das Verhältnis der Strömungsquerschnitte am Einlass und am Auslass des Diffusors, bestimmt werden. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass unter anderem durch entsprechende Auswahl der Abmessungen des Injektors und der Verengung desselben sowie durch Auswahl der Strömungsgeschwindigkeit und des Durchsatzes des Brennstoff-Treibstrahls ein gewünschtes Brennstoff-Brennluft-Gemischverhältnis, eine gewünschte Brennstoff-Brennluft-Zuführmenge, ein gewünschter Druck und/oder eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoff-Brennluft-Gemisches erhalten werden können.According to an advantageous development, the injector has downstream of a section (of the same) in which fuel and combustion air are combined in use, in particular downstream of the constriction, a diffuser. By such a diffuser, a slowing down of the flow velocity is achieved with simultaneous pressure build-up of the fuel-combustion air mixture. Such a pressure build-up is particularly advantageous in that in the mobile heater, a sufficiently high pressure for exhaust emissions via the exhaust line, which may comprise, for example, a heat exchanger and corresponding exhaust pipes, is achieved. A pressure build-up within the heater is required in particular at high exhaust back pressures, which occur for example in a long exhaust line. The pressure build-up can be determined by the dimensions of the diffuser, in particular by the ratio of the flow cross-sections at the inlet and at the outlet of the diffuser. It is further noted that, among other things, by appropriate selection of the dimensions of the injector and the constriction thereof and by selecting the flow rate and flow rate of the fuel propellant jet, a desired fuel-combustion air mixture ratio, a desired fuel-combustion air supply amount, a desired pressure and / or a desired flow rate of the fuel-combustion air mixture can be obtained.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Injektor das einzige Pumpelement zur Förderung von Brennluft zu dem Katalysator. Im Experiment hat sich gezeigt, dass die in dem Injektor erzeugte Pumpwirkung ausreichend für die Förderung von Brennluft und für einen gewünschten Druckaufbau des Brennstoff-Brennluft-Gemisches ist. Dementsprechend kann auf ein Brennluft-Gebläse und entsprechende Maßnahmen zur Ansteuerung des Brennluft Gebläses verzichtet werden, so dass Kosten, Raum und Steuerungsaufwand eingespart werden. According to an advantageous development of the injector is the only pumping element for conveying combustion air to the catalyst. In the experiment, it has been found that the pumping action generated in the injector is sufficient for the promotion of combustion air and for a desired pressure build-up of the fuel-combustion air mixture. Accordingly, it is possible to dispense with a combustion air blower and corresponding measures for controlling the combustion air blower, so that costs, space and control effort can be saved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das mobile Heizgerät ein Brennstoff-Ventil (z. B. ein Reduzierventil) auf, das stromaufwärts des Injektors angeordnet ist und durch das die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff an den Injektor einstellbar ist. Die von dem Heizgerät bereitgestellte Heizleistung skaliert mit der zugeführten Brennstoffmenge. Dementsprechend können auf diese Weise verschiedene Heizleistungen des mobilen Heizgerätes eingestellt werden. Bei Heizgeräten, in denen Heizwärme durch eine vollkatalytische Oxidation bereitgestellt wird, ist die Heizleistung auf diese Weise über einen großen Bereich regelbar. Alternativ oder zusätzlich zu einem Brennstoff-Ventil kann bei der unterhalb erläuterten Weiterbildung, in der flüssiger Brennstoff in einer Brennstoff-Aufbereitungskammer verdampft wird, die Zufuhr von gasförmigen Brennstoff an den Injektor über eine Pumpe, über die flüssiger Brennstoff der Brennstoff-Aufbereitungskammer zuführbar ist, eingestellt werden.According to an advantageous development, the mobile heating device has a fuel valve (for example a reducing valve), which is arranged upstream of the injector and by means of which the supply of gaseous fuel to the injector can be set. The heating power provided by the heater scales with the amount of fuel supplied. Accordingly, different heating powers of the mobile heater can be adjusted in this way. In heaters in which heating is provided by a fully catalytic oxidation, the heating power in this way over a wide range is adjustable. As an alternative or in addition to a fuel valve, in the refinement explained below, in which liquid fuel is vaporized in a fuel treatment chamber, the supply of gaseous fuel to the injector can be supplied via a pump via which liquid fuel can be fed to the fuel treatment chamber. be set.

Grundsätzlich skaliert die in dem Injektor geförderte Brennluftmenge mit der über den Brennstoff-Treibstrahl zugeführten Brennstoffmenge. Bei der oberhalb erläuterten Weiterbildung der Einstellung der Zufuhr von gasförmigem Brennstoff an den Injektor wird dabei in der Regel über einen weiten Regelungsbereich auch eine geeignete Brennstoff-Brennluft-Gemischkonzentration erzielt. Dennoch kann in manchen Situationen eine gezielte Einstellung der zugeführten Brennluft wünschenswert sein. Beispielsweise kann durch den Brennluftanteil des Brennstoff-Brennluft-Gemisches gezielt die Umsetzungstemperatur an dem Katalysator beeinflusst werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das mobile Heizgerät ein Brennluft-Ventil, das stromaufwärts des Injektors angeordnet ist und durch das die Zufuhr von Brennluft an den Injektor einstellbar ist, auf. Durch solch ein Brennluft-Ventil kann ferner eine Drosselung in Abhängigkeit von den auftretenden Abgasgegendrücken durchgeführt werden, um die Zufuhr von Brennluft an wechselnde Abgasgegendrücke anzupassen. Insbesondere kann durch Öffnen der Drossel ein Ausgleich eines ansteigenden Abgasgegendruckes erzielt werden.In principle, the amount of combustion air delivered in the injector scales with the amount of fuel supplied via the fuel propulsion jet. In the above-explained development of adjusting the supply of gaseous fuel to the injector while a suitable fuel-combustion air mixture concentration is usually achieved over a wide control range. Nevertheless, in some situations, a targeted adjustment of the supplied combustion air may be desirable. For example, the reaction temperature of the catalyst can be influenced in a targeted manner by the combustion air fraction of the fuel / combustion air mixture. According to an advantageous development, the mobile heater has a combustion air valve which is arranged upstream of the injector and by which the supply of combustion air to the injector is adjustable on. Through such a combustion air valve, throttling can also be carried out as a function of the occurring exhaust gas back pressures in order to adapt the supply of combustion air to changing exhaust gas back pressures. In particular, a compensation of an increasing exhaust backpressure can be achieved by opening the throttle.

Als Katalysator des mobilen Heizgerätes können solche Materialien und Strukturen eingesetzt werden, die zur Durchführung einer vollkatalytischen Oxidation geeignet sind. Als Strukturen sind insbesondere Strukturen geeignet, die eine große Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Katalysator in einer porösen, durchströmbaren Struktur ausgebildet. Unter einer porösen Struktur wird in diesem Zusammenhang eine Struktur verstanden, die von einer Vielzahl von Hohlräumen durchsetzt ist. Insbesondere können hierbei Strukturen verwendet werden, die allgemein bei Katalysatoren eingesetzt werden, wie beispielsweise schaumförmige Strukturen oder Strukturen, die eine Vielzahl von wabenförmigen, quaderförmigen, etc. Hohlräumen aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Struktur durch ein Trägermaterial gebildet wird, das mit einem Katalysatormaterial beschichtet ist. Alternativ kann aber auch der Katalysator selbst oder ein mit Katalysatormaterial dotiertes Trägermaterial die Struktur bilden.As the catalyst of the mobile heater, those materials and structures suitable for performing fully catalytic oxidation can be used. In particular structures are suitable as structures which have a large surface area in relation to their volume. According to an advantageous development of the catalyst is formed in a porous, permeable structure. In this context, a porous structure is understood as meaning a structure which is permeated by a multiplicity of cavities. In particular, in this case structures can be used, which are generally used in catalysts, such as foam-like structures or structures having a plurality of honeycomb, cuboid, etc. cavities. Furthermore, it can be provided that the structure is formed by a carrier material which is coated with a catalyst material. Alternatively, however, it is also possible for the catalyst itself or a carrier material doped with catalyst material to form the structure.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Katalysator in einer Kammer, die an einem stromaufwärtigen Ende einen Einlass für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch und an einem stromabwärtigen Ende einen Auslass für Abgase aufweist, angeordnet. Auf diese Weise wird, abgesehen von dem Einlass und dem Auslass, ein geschlossenes System für die Durchführung der vollkatalytischen Oxidation erhalten. Vorzugsweise ist die Kammer in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung über deren gesamten Strömungsquerschnitt durch den Katalysator ausgefüllt. Auf diese Weise wird eine möglichst vollständige Umsetzung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches bei gleichzeitig gleichmäßiger Beaufschlagung des Katalysators erzielt. Mit Strömungsrichtung wird dabei auf die Richtung oder gegebenenfalls auf die Hauptrichtung (bei mehreren, leicht voneinander abweichenden Strömungsrichtungen) Bezug genommen, entlang der die Gase von dem Einlass zu dem Auslass der Kammer strömen. Ferner ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Kammer im Bereich des Einlasses und/oder im Bereich des Auslasses einen Freiraum, in dem die jeweiligen Gase frei strömen können, aufweist. Im Bereich des Einlasses dient der Freiraum insbesondere dazu, dass sich das Brennstoff-Brennluft-Gemisch gleichmäßig in der Ebene quer zu der Strömungsrichtung, insbesondere über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators bzw. der Kammer, ausbreiten kann. Im Bereich des Auslasses dient der Freiraum insbesondere dazu, dass die Abgase gleichmäßig über die Ebene quer zu der Strömungsrichtung, insbesondere über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators bzw. der Kammer abgeführt werden können. In beiden Fällen werden gleichmäßige Strömungsverhältnisse innerhalb des Katalysators über die Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung erzielt, wodurch eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators unterstützt und die Ausbildung von Hot Spots vermieden wird. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass sich der Freiraum einlassseitig und/oder der Freiraum auslassseitig jeweils über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators bzw. der Kammer erstreckt.According to an advantageous development, the catalyst is arranged in a chamber which has an inlet for the fuel-combustion air mixture at an upstream end and an outlet for exhaust gases at a downstream end. In this way, apart from the inlet and the outlet, a closed system for carrying out the fully catalytic oxidation is obtained. Preferably, the chamber is filled in a plane perpendicular to the flow direction over the entire flow cross section through the catalyst. In this way, as complete as possible implementation of the fuel-combustion air mixture is achieved with simultaneous uniform application of the catalyst. In this case, the direction of flow is referred to the direction or optionally to the main direction (in the case of a plurality of slightly different directions of flow) along which the gases flow from the inlet to the outlet of the chamber. Furthermore, it is provided according to an advantageous development that the chamber in the region of the inlet and / or in the region of the outlet has a free space in which the respective gases can flow freely. In the region of the inlet, the free space serves, in particular, for the fuel-combustion-air mixture to spread uniformly in the plane transverse to the flow direction, in particular over the entire flow cross-section of the catalytic converter or the chamber. In the region of the outlet, the free space serves, in particular, for the exhaust gases to be able to be discharged uniformly across the plane transversely to the flow direction, in particular over the entire flow cross section of the catalyst or the chamber. In both cases, uniform flow conditions are achieved within the catalyst over the plane perpendicular to the flow direction, whereby a assists uniform charging of the catalyst and the formation of hot spots is avoided. Preferably, it is provided that the free space on the inlet side and / or the free space on the outlet side extends over the entire flow cross section of the catalyst or the chamber.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein Strömungs-Verteilelement vorgesehen, das in dem Freiraum im Bereich des Einlasses angeordnet ist, sich in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Durch solch ein Strömungs-Verteilelement wird eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches in der Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung und damit eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators über dessen Strömungsquerschnitt erzielt. Ferner kann durch das Strömungs-Verteilelement eine Temperaturbarriere zwischen dem Bereich des Katalysators und dem Bereich des einlassseitigen Freiraumes hergestellt werden. Solch eine Temperaturbarriere wird unter anderem dadurch hergestellt, dass durch das Strömungs-Verteilelement Wärme aufgenommen und gegebenenfalls abgeleitet wird. Ferner weist das Strömungs-Verteilelement im Vergleich zu dem einlassseitigen Freiraum einen reduzierten Strömungsquerschnitt auf, so dass in dem Bereich des Strömungs-Verteilelements eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit der jeweiligen Gase erhalten wird. Durch solch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit wird ein Stromaufwandern der Reaktion, was auch als Flammrückschlag bezeichnet wird, vermieden. Vorzugsweise ist in dem Bereich des Strömungs-Verteilelements die Strömungsgeschwindigkeit größer als die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit. Vorzugsweise sind bei dem Strömungs-Verteilelement die Öffnungen in der Ebene senkrecht zur Strömungsrichtung gleichmäßig verteilt. Beispielsweise kann das Strömungs-Verteilelement als Gitter, als Sieb, als gelochte Platte, etc. ausgebildet sein. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass sich das Strömungs-Verteilelement über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators bzw. der Kammer erstreckt, so dass eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators erzielt wird.According to an advantageous development, a flow distribution element is provided, which is arranged in the free space in the region of the inlet, extends in a plane perpendicular to the flow direction and has a multiplicity of openings. By such a flow distribution element, a uniform distribution of the fuel-combustion air mixture in the plane perpendicular to the flow direction and thus a uniform loading of the catalyst is achieved over the flow cross-section. Furthermore, a temperature barrier between the region of the catalyst and the region of the inlet-side free space can be produced by the flow distribution element. Such a temperature barrier is produced, inter alia, by the heat being taken up by the flow distribution element and possibly dissipated. Furthermore, the flow distribution element has a reduced flow cross-section compared to the inlet-side free space, so that an increased flow rate of the respective gases is obtained in the region of the flow distribution element. By such an increase in the flow rate, a Stromversern the reaction, which is also referred to as a flashback, avoided. Preferably, in the region of the flow distribution element, the flow velocity is greater than the flame propagation velocity. Preferably, in the flow distribution element, the openings in the plane are distributed uniformly perpendicular to the flow direction. For example, the flow distribution element may be formed as a grid, as a sieve, as a perforated plate, etc. Furthermore, it is preferably provided that the flow distribution element extends over the entire flow cross-section of the catalyst or the chamber, so that the catalyst is supplied as uniformly as possible.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Strömungsquerschnitt des Katalysators entlang der Strömungsrichtung zunimmt. Auf diese Weise kann eine thermische Expansion der Gase beim Durchströmen des Katalysators ohne oder mit nur einer geringen Druckerhöhung erfolgen. Dementsprechend wird der Effekt einer thermischen Verengung der Gase beim Passieren des Katalysators, was zu Druckverlusten und damit einem erschwerten Abgasausstoß über den Abgasstrang führen kann, verhindert bzw. reduziert. Vorzugweise ist vorgesehen, dass auch der Strömungsquerschnitt der Kammer in entsprechender Weise zunimmt, so dass der Katalysator über dessen Erstreckungsbereich entlang der Strömungsrichtung die Kammer in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung ausfüllt. Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass entlang der Strömungsrichtung auch die einzelnen Poren des Katalysators, insbesondere die einzelnen, z. B. wabenförmigen oder quaderförmigen Kanäle des Katalysators, im Querschnitt zunehmen, um eine thermische Expansion der Gase zuzulassen. Um die katalytische Wirkung weiter zu erhöhen, kann ferner vorgesehen sein, dass mit zunehmender Verbreiterung des Strömungsquerschnittes des Katalysators weitere (z. B. wabenförmige oder quaderförmige) Kanäle in den Katalysator eingesetzt sind, bzw. dass sich einzelne Kanäle des Katalysators entlang der Strömungsrichtung jeweils in zwei oder mehrere Kanäle aufzweigen.According to an advantageous development, it is provided that the flow cross-section of the catalyst increases along the flow direction. In this way, a thermal expansion of the gases when flowing through the catalyst can take place without or with only a slight pressure increase. Accordingly, the effect of a thermal constriction of the gases when passing through the catalyst, which can lead to pressure losses and thus a complicated exhaust emissions via the exhaust system, prevented or reduced. Preferably, it is provided that the flow cross-section of the chamber increases in a corresponding manner, so that the catalyst fills the chamber over its extension region along the flow direction in a plane transverse to the flow direction. Furthermore, it is preferably provided that along the flow direction and the individual pores of the catalyst, in particular the individual, z. B. honeycomb or cuboid channels of the catalyst, increase in cross-section to allow thermal expansion of the gases. In order to further increase the catalytic effect, it may further be provided that with increasing broadening of the flow cross-section of the catalyst further (eg honeycomb or cuboid) channels are inserted into the catalyst, or that individual channels of the catalyst along the flow direction in each case split into two or more channels.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das mobile Heizgerät eine beheizbare Brennstoff-Aufbereitungskammer auf, die über eine Pumpe an einen Brennstoff-Vorrat an flüssigem Brennstoff anschließbar ist und die mit dem Injektor derart verbunden ist, dass verdampfter Brennstoffaus der Brennstoff-Aufbereitungskammer dem Injektor zuführbar ist. Auf diese Weise kann in dem mobilen Heizgerät auch flüssiger Brennstoff eingesetzt werden.According to an advantageous development, the mobile heater has a heatable fuel treatment chamber, which is connectable via a pump to a fuel supply of liquid fuel and which is connected to the injector such that vaporized fuel from the fuel processing chamber can be supplied to the injector. In this way, liquid fuel can also be used in the mobile heater.

Bei dieser Ausführungsform kann die über den Injektor zugeführte Brennstoffmenge unter anderem durch den Druck, der von der Pumpe aufgebaut wird, eingestellt werden. Der verdampfte Brennstoff, der aus der Brennstoff-Aufbereitungskammer abgeleitet wird, wird dann vorzugsweise durch eine Düse in dem Injektor geleitet, um den Brennstoff-Treibstrahl zu erzeugen. Vorzugsweise wird der Brennstoff in der Brennstoff-Aufbereitungskammer derart erhitzt, dass überhitzter Brennstoffdampf, der dann dem Injektor zugeführt wird, erhalten wird. Durch die Überhitzung kann im Bereich des Injektors und stromabwärts desselben, insbesondere im Bereich der Verengung und/oder des Diffusors des Injektors, die Bildung von Kondensationskeimen verhindert werden. Mit „Brennstoff-Vorrat” wird dabei auf eine ausreichend verfügbare Menge an Brennstoff Bezug genommen, wie es beispielsweise bei einem Brennstoff-Tank oder einer Brennstoff-Leitung der Fall ist. Der Anschluss an solch einen Brennstoff-Vorrat kann dabei direkt oder über weitere Fluid-Führungselemente (Ventile, Rohrleitungen, etc.) erfolgen.In this embodiment, the amount of fuel supplied via the injector can be adjusted inter alia by the pressure that is built up by the pump. The vaporized fuel discharged from the fuel processing chamber is then preferably passed through a nozzle in the injector to produce the fuel propellant jet. Preferably, the fuel in the fuel conditioning chamber is heated so that superheated fuel vapor, which is then supplied to the injector, is obtained. As a result of the overheating, the formation of condensation nuclei can be prevented in the region of the injector and downstream thereof, in particular in the region of the constriction and / or the diffuser of the injector. With "fuel supply" is referred to a sufficiently available amount of fuel, as is the case for example in a fuel tank or a fuel line. The connection to such a fuel supply can take place directly or via further fluid-guiding elements (valves, pipelines, etc.).

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das mobile Heizgerät ein elektrisches Heizelement, durch das der Katalysator und/oder die Brennstoff-Aufbereitungskammer beheizbar ist, auf. Während einer Startphase ist eine Beheizung des Katalysators erforderlich, um die erforderliche Temperatur für die katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft zu erreichen. Wird durch die katalytische Umsetzung ausreichend Wärme freigesetzt, kann die Beheizung des Katalysators durch das elektrische Heizelement gestoppt werden. Auch für die Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer wird nach der Startphase vorzugsweise Wärme eingesetzt, die bei der katalytischen Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator freigesetzt wird. Die Ansteuerung des elektrischen Heizelements erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Steuerung des mobilen Heizgerätes, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur im Bereich des Katalysators und/oder der Temperatur im Bereich der Brennstoff-Aufbereitungskammer. Für die Beheizung des Katalysators und der Brennstoff-Aufbereitungskammer wird vorzugsweise ein und dasselbe elektrische Heizelement, wie beispielsweise ein Glühstift, eingesetzt, so dass die Anzahl der Bauteile und die erforderliche Ansteuerung derselben reduziert werden kann. Solch ein Glühstift kann nach der Startphase in bekannter Weise zur Überwachung der Temperatur innerhalb des Katalysators eingesetzt werden. Alternativ kann aber auch jeweils ein separates elektrisches Heizelement für den Katalysator und die Brennstoff-Aufbereitungskammer vorgesehen sein. Ferner kann auch nur ein elektrisches Heizelement zur Beheizung des Katalysators vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn gasförmiger Brennstoff eingesetzt wird.According to an advantageous development, the mobile heating device has an electrical heating element, by means of which the catalyst and / or the fuel treatment chamber can be heated. During a starting phase, heating of the catalyst is required to achieve the required temperature for the catalytic conversion of fuel with combustion air. Is by the catalytic Enabling sufficient heat released, the heating of the catalyst can be stopped by the electric heating element. Heat which is released during the catalytic conversion of fuel with combustion air onto the catalyst is also preferably used for the heating of the fuel treatment chamber after the starting phase. The control of the electric heating element is preferably carried out by a control of the mobile heater, in particular depending on the temperature in the region of the catalyst and / or the temperature in the region of the fuel processing chamber. For the heating of the catalyst and the fuel processing chamber, one and the same electrical heating element, such as a glow plug, is preferably used, so that the number of components and the required control thereof can be reduced. Such a glow plug can be used after the starting phase in a known manner for monitoring the temperature within the catalyst. Alternatively, however, it is also possible to provide in each case a separate electrical heating element for the catalytic converter and the fuel treatment chamber. Furthermore, only one electric heating element can be provided for heating the catalyst, in particular when gaseous fuel is used.

Um im Einsatz eine Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer durch Wärme, die in dem Katalysator freigesetzt wird, zu ermöglichen, ist die Brennstoff-Aufbereitungskammer vorzugsweise derart angeordnet, dass sie in thermischem Kontakt mit der Kammer, innerhalb welcher der Katalysator angeordnet ist, steht. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Brennstoff-Aufbereitungskammer innerhalb der Kammer, in welcher der Katalysator aufgenommen ist, angeordnet. Auf diese Weise kann Wärme, die bei der katalytischen Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator freigesetzt wird, für eine Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer eingesetzt werden. Eine effektive Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer durch diese freigesetzte Wärme kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Brennstoff-Aufbereitungskammer vollständig oder zumindest teilweise von dem Katalysator umgeben ist. Weiterhin wird eine effektive Nutzung dieser Wärme zur Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer auch dann erzielt, wenn die Brennstoff-Aufbereitungskammer ganz oder teilweise in dem auslassseitigen Freiraum der Kammer angeordnet ist, der von den heißen Abgasen durchströmt wird und in dem im Einsatz dementsprechend ebenfalls hohe Temperaturen herrschen. Vorzugsweise ist in letzterem Fall die Brennstoff-Aufbereitungskammer gleichzeitig derart angeordnet, dass sie durch ein elektrisches Heizelement, das zum Beheizen des Katalysators eingesetzt wird, beheizbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass sich die Brennstoff-Aufbereitungskammer zumindest teilweise in den Bereich des Katalysators, in dem auch das elektrische Heizelement angeordnet ist, erstreckt.In operation, to facilitate heating of the fuel processing chamber by heat released in the catalyst, the fuel processing chamber is preferably arranged to be in thermal contact with the chamber within which the catalyst is disposed. According to an advantageous development, the fuel processing chamber is disposed within the chamber in which the catalyst is accommodated. In this way, heat released in the catalytic conversion of fuel with combustion air to the catalyst can be used for heating the fuel processing chamber. An effective heating of the fuel treatment chamber by this released heat can be carried out in particular when the fuel processing chamber is completely or at least partially surrounded by the catalyst. Furthermore, an effective use of this heat for heating the fuel processing chamber is also achieved if the fuel processing chamber is arranged wholly or partly in the outlet-side space of the chamber, which is flowed through by the hot exhaust gases and in the correspondingly high temperatures in use to rule. Preferably, in the latter case, the fuel treatment chamber is simultaneously arranged such that it can be heated by an electric heating element which is used for heating the catalyst. This can be achieved, for example, by extending the fuel treatment chamber at least partially into the region of the catalytic converter in which the electrical heating element is also disposed.

Allgemein kann die Brennstoff-Aufbereitungskammer ganz oder teilweise in der Kammer, in welcher der Katalysator angeordnet ist, und dabei vor, ganz oder teilweise innerhalb oder nach dem Katalysator angeordnet sein. Ferner kann sie auch außen an der Kammer, in welcher der Katalysator angeordnet ist, und dabei vor, nach oder im Bereich des Katalysators angeordnet sein. Die Anordnung richtet sich dabei vorzugsweise nach den spezifischen Gegebenheiten, der angestrebten Umsetzungstemperatur in dem Katalysator und den erforderlichen Temperaturen in der Brennstoff-Aufbereitungskammer.In general, the fuel processing chamber may be wholly or partly disposed in the chamber in which the catalyst is arranged, and in front of, wholly or partly within or after the catalyst. Furthermore, it can also be arranged on the outside of the chamber in which the catalyst is arranged, and in front of, behind or in the region of the catalyst. The arrangement preferably depends on the specific conditions, the desired reaction temperature in the catalyst and the required temperatures in the fuel treatment chamber.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird die von dem Heizgerät bereitgestellte Heizwärme überwiegend durch eine flammlose, katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator erzeugt. Vorzugsweise wird die von dem Heizgerät bereitgestellte Heizwärme ausschließlich durch eine flammlose, katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator erzeugt. Dies bedeutet insbesondere, dass das Heizgerät keine Brennkammer aufweist und keine Maßnahmen zur Flammhaltung und/oder Flammstabilisierung vorgesehen sind.According to an advantageous development, the heating heat provided by the heater is generated predominantly by a flameless, catalytic conversion of fuel with combustion air to the catalyst. Preferably, the heating heat provided by the heater is generated solely by a flameless, catalytic conversion of fuel with combustion air to the catalyst. This means in particular that the heater has no combustion chamber and no measures for flame retardancy and / or flame stabilization are provided.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:Further advantages and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying figures. From the figures show:

1: eine schematische Querschnittansicht eines mobilen Heizgerätes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 1 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a mobile heater according to a first embodiment of the present invention; FIG. and

2: eine schematische Querschnittansicht eines mobilen Heizgerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a mobile heater according to a second embodiment of the present invention. FIG.

1 ist eine schematische Darstellung eines mobilen Heizgerätes 2 in Form eines Standheizers, der fest in einem (nicht dargestellten) Landfahrzeug, wie beispielsweise einem Wohnmobil, eingebaut ist und zur Beheizung eines Innenraumes desselben dient. Das mobile Heizgerät 2 weist einen Katalysator 4 auf, der innerhalb einer Kammer 6 angeordnet ist. In dem mobilen Heizgerät 2 ist Heizwärme durch vollkatalytische Oxidation von gasförmigem Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator 4 bereitstellbar. Insbesondere findet in dem mobilen Heizgerät 2 keine flammende Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft statt, wie dies beispielsweise in mobilen Heizgeräten, die eine Brennkammer aufweisen, der Fall ist. 1 is a schematic representation of a mobile heater 2 in the form of a stationary heater, which is fixedly installed in a land vehicle (not shown), such as an RV, for heating an interior thereof. The mobile heater 2 has a catalyst 4 on that inside a chamber 6 is arranged. In the mobile heater 2 is thermal heat by fully catalytic oxidation of gaseous fuel with combustion air to the catalyst 4 mountable. In particular, takes place in the mobile heater 2 no flammable conversion of fuel with combustion air instead, as is the case for example in mobile heaters, which have a combustion chamber.

Die Kammer 6 weist einen Einlass 8 auf, über den dem Katalysator 4 ein gasförmiges Brennstoff-Brennluft-Gemisch zuführbar ist. Ferner weist die Kammer 6 einen Auslass 10 auf, über den Abgase, die bei der Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft entstehen, ableitbar sind. Abgesehen von dem Einlass 8 und dem Auslass 10 bildet die Kammer 6 ein geschlossenes System. Der Druck der Gase innerhalb der Kammer 6 wird zum Ausstoßen der Abgase über einen (nicht dargestellten) Abgasstrang des mobilen Heizgerätes 2 genutzt. The chamber 6 has an inlet 8th on, over the catalyst 4 a gaseous fuel-combustion air mixture can be fed. Further, the chamber has 6 an outlet 10 on, on the exhaust gases that are produced in the implementation of fuel with combustion air, can be derived. Apart from the inlet 8th and the outlet 10 forms the chamber 6 a closed system. The pressure of the gases inside the chamber 6 is for discharging the exhaust gases via a (not shown) exhaust line of the mobile heater 2 used.

Für die Zuführung des gasförmigen Brennstof-Brennluft-Gemisches wird ein Injektor 12 eingesetzt, der auslassseitig mit dem Einlass 8 der Kammer 6 verbunden ist. In dem Injektor 12 ist eine Düse 14 vorgesehen, über die gasförmiger, mit Druck beaufschlagter Brennstoff zuführbar ist und durch die ein Brennstoff-Treibstrahl aus gasförmigem Brennstoff erzeugbar ist. Der Injektor 12 ist ferner mit einer Brennluft-Zuführung 16 derart verbunden, dass im Einsatz durch den Brennstoff-Treibstrahl Brennluft über die Brennluft-Zuführung 16 ansaugbar ist. Beispielsweise kann der Injektor 12 hierzu über ein (nicht dargestelltes) Leitungssystem an Außenluft angeschlossen sein, so dass durch den Brennstoff-Treibstrahl Außenluft ansaugbar ist. Der Injektor 12 bildet dabei das einzige Pumpelement des mobilen Heizgerätes 2, das zur Förderung von Brennluft an den Katalysator 4 eingesetzt wird.For the supply of gaseous fuel-combustion air mixture is an injector 12 used, the outlet side with the inlet 8th the chamber 6 connected is. In the injector 12 is a nozzle 14 provided, via the gaseous, pressurized fuel can be supplied and through which a fuel propellant jet of gaseous fuel can be generated. The injector 12 is also with a combustion air supply 16 connected in such a way that in use by the fuel propulsion jet combustion air via the combustion air supply 16 is sucked. For example, the injector 12 To be connected via a (not shown) line system to outside air, so that outside air can be sucked by the fuel propellant jet. The injector 12 forms the only pumping element of the mobile heater 2 , which is used to promote combustion air to the catalyst 4 is used.

Die angesaugte Brennluft wird anschließend mit dem gasförmigen Brennstoff des Brennstoff-Treibstrahls vermischt. Eine gute Durchmischung wird insbesondere dadurch unterstützt, dass stromabwärts eines Abschnittes des Injektors 12, in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, eine Verengung 18 vorgesehen ist, so dass in dem Bereich vor der Verengung 18 eine Mischkammer 20, in der im Einsatz eine Durchmischung der Gase stattfindet, ausgebildet ist. Stromabwärts der Verengung 18 wiederum ist ein Diffusor 22 angeordnet, so dass der Strömungsquerschnitt für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch von der Verengung 18 bis zu dem Einlass 8 der Kammer 6 vergrößert wird. Wie oberhalb erläutert wird, wird hierdurch die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoff-Brennluft-Gemisches erniedrigt und der Druck desselben erhöht.The aspirated combustion air is then mixed with the gaseous fuel of the fuel propulsion jet. Good mixing is particularly assisted by the fact that downstream of a portion of the injector 12 , in which fuel and combustion air are combined in use, a constriction 18 is provided so that in the area before the constriction 18 a mixing chamber 20 , in which a mixing of the gases takes place in use, is formed. Downstream of the narrowing 18 turn is a diffuser 22 arranged so that the flow cross-section for the fuel-combustion air mixture from the constriction 18 to the inlet 8th the chamber 6 is enlarged. As explained above, thereby the flow rate of the fuel-combustion air mixture is lowered and the pressure thereof is increased.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet der Einlass 8 zentral in der Kammer 6 bezüglich deren Strömungsquerschnitt. Das Brennstoff-Brennluft-Gemisch erreicht nach Durchtritt durch den Einlass 8 nicht direkt den Katalysator 4. Vielmehr weist die Kammer 6 in dem Bereich des Einlasses 8 zunächst einen Freiraum 24 auf, der sich in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 26 (der Gase innerhalb der Kammer 6) über den gesamten Strömungsquerschnitt der Kammer 6 erstreckt und in dem die Gase frei strömen können. Wie oberhalb erläutert wird, wird durch die Vorsehung des Freiraums 24 eine gleichmäßige Zuführung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators 4 und damit eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators 4 unterstützt.In the illustrated embodiment, the inlet opens 8th centrally in the chamber 6 with respect to their flow cross-section. The fuel-combustion air mixture reaches after passing through the inlet 8th not directly the catalyst 4 , Rather, the chamber points 6 in the area of the inlet 8th first a free space 24 on, which is in a plane perpendicular to the flow direction 26 (the gases inside the chamber 6 ) over the entire flow cross-section of the chamber 6 extends and in which the gases can flow freely. As explained above, by the provision of the free space 24 a uniform supply of the fuel-combustion air mixture over the entire flow cross-section of the catalyst 4 and thus a uniform loading of the catalyst 4 supported.

In dem einlassseitigen Freiraum 24 ist benachbart zu dem Katalysator 4 ein Strömungs-Verteilelement 28 angeordnet, das sich in der Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 26 über den gesamten Strömungsquerschnitt erstreckt. In der dargestellten Ausführungsform wird das Strömungs-Verteilelement 28 durch ein, sich in einer Ebene erstreckendes Gitter gebildet. Wie oberhalb erläutert wird, wird durch das Strömungs-Verteilelement 28 eine gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators 4 mit dem Brennstoff-Brennluft-Gemisch unterstützt sowie eine Temperaturbarriere zwischen dem Katalysator 4 (Bereich höherer Temperatur) und dem Freiraum 24 (Bereich niedrigerer Temperatur) gebildet.In the inlet-side free space 24 is adjacent to the catalyst 4 a flow distribution element 28 arranged in the plane perpendicular to the flow direction 26 extends over the entire flow cross-section. In the illustrated embodiment, the flow distribution element 28 formed by a, in a plane extending grid. As explained above, through the flow distribution element 28 a uniform admission of the catalyst 4 supported with the fuel-combustion air mixture and a temperature barrier between the catalyst 4 (Higher temperature range) and the free space 24 (Lower temperature range) formed.

Der Katalysator 4, in den das Brennstoff-Brennluft-Gemisch nach Passieren des Freiraumes 24 eintritt, erstreckt sich bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 26 über den gesamten Strömungsquerschnitt der (zylindrisch ausgebildeten) Kammer 6. Der Katalysator 6 ist dabei in einer porösen, durchströmbaren Struktur ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Katalysator 6 eine Vielzahl von wabenförmigen Kanälen 30 auf, die sich parallel zueinander entlang der Strömungsrichtung 26 erstrecken.The catalyst 4 , in the fuel-combustion air mixture after passing through the free space 24 enters, extends with respect to a plane perpendicular to the flow direction 26 over the entire flow cross section of the (cylindrically shaped) chamber 6 , The catalyst 6 is formed in a porous, permeable structure. In the present embodiment, the catalyst 6 a variety of honeycomb channels 30 on, extending parallel to each other along the flow direction 26 extend.

Nach Durchtritt durch den Katalysator 4 erreichen die Gase (Abgase) zunächst einen Freiraum 32, der sich in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 26 (der Gase innerhalb der Kammer 6) über den gesamten Strömungsquerschnitt der Kammer 6 erstreckt und innerhalb dem die Abgase frei strömen können. Wie oberhalb erläutert wird, wird hierdurch eine, über den gesamten Strömungsquerschnitt des Katalysators 4 gleichmäßige Ableitung der Abgase unterstützt und damit das Auftreten von Hot Spots innerhalb des Katalysators vermieden. Der Auslass 10 ist bezüglich des Strömungsquerschnittes der (zylindrisch ausgebildeten) Kammer 6 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zentral angeordnet.After passing through the catalyst 4 At first the gases (exhaust gases) reach a free space 32 which is in a plane perpendicular to the flow direction 26 (the gases inside the chamber 6 ) over the entire flow cross-section of the chamber 6 extends and within which the exhaust gases can flow freely. As explained above, this results in a, over the entire flow cross-section of the catalyst 4 supports uniform discharge of the exhaust gases and thus prevents the occurrence of hot spots within the catalyst. The outlet 10 is with respect to the flow cross-section of the (cylindrically shaped) chamber 6 centrally located in the present embodiment.

In dem mobilen Heizgerät 2 wird flüssiger Brennstoff eingesetzt. Dieser muss vor Zuführung zu dem Injektor 12 derartig aufbereitet, insbesondere verdampft, werden, dass dem Injektor 12 gasförmiger Brennstoff zugeführt wird und dass bei Durchtritt durch den Injektor 12 (insbesondere im Bereich der Verengung 18 und des Diffusors 22) und stromabwärts desselben möglichst keine Kondensationskeime des Brennstoffs gebildet werden. Die Aufbereitung (Verdampfung) des Brennstoffs sollte möglichst so erfolgen, dass der Brennstoff den Katalysator vollständig gasförmig erreicht, da ansonsten die Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator beeinträchtigt ist. Hierzu weist das mobile Heizgerät 2 eine beheizbare Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 auf, die innerhalb der Kammer 6 ausgebildet ist. Die Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 ist über entsprechende Leitungen 36 und eine Pumpe 38 an einem (nicht dargestellten) Brennstofftank, der flüssigen Brennstoff enthält, angeschlossen. Aus einem, im Einsatz oben angeordneten Abschnitt der Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 führt eine Leitung 39 zu der Düse 14 des Injektors 12. Über die Pumpe 38 kann der Druck innerhalb der Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 und damit die über die Düse 14 zugeführte Brennstoffmenge eingestellt werden.In the mobile heater 2 liquid fuel is used. This must be before feeding to the injector 12 treated in such a way, in particular evaporated, that the injector 12 gaseous fuel is supplied and that when passing through the injector 12 (especially in the area of narrowing 18 and the diffuser 22 ) And downstream of the same as possible condensation nuclei of the fuel are formed. The treatment (evaporation) of the fuel should be carried out if possible so that the fuel is the catalyst reached completely gaseous, otherwise the reaction of fuel is affected with combustion air to the catalyst. For this purpose, the mobile heater 2 a heatable fuel treatment chamber 34 on that inside the chamber 6 is trained. The fuel processing chamber 34 is via appropriate lines 36 and a pump 38 connected to a fuel tank (not shown) containing liquid fuel. From a section of the fuel processing chamber located at the top of the unit 34 leads a line 39 to the nozzle 14 of the injector 12 , About the pump 38 can the pressure within the fuel processing chamber 34 and with it over the nozzle 14 supplied amount of fuel can be adjusted.

Die Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 ist derart innerhalb der Kammer 6 angeordnet, dass sie von dem Katalysator 4 umgeben wird. Ein Teil der Wärme, die bei der katalytischen Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft im Bereich des Katalysators 4 freigesetzt wird, kann dementsprechend zur Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 und damit zum Verdampfen von flüssigem Brennstoff genutzt werden. Zusätzlich ist ein elektrischer Glühstift 40 vorgesehen, der sowohl zur Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 als auch zur Beheizung des Katalysators 4 eingesetzt wird. Um eine effektive Wärmeübertragung von dem Glühstift 40 auf die Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 und den Katalysator 4 zu ermöglichen, ist der elektrische Glühstift 40 derart angeordnet, dass er sich zumindest teilweise durch den Katalysator 4 sowie durch die Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 erstreckt. Der Glühstift 40 wird dabei von einer (nicht dargestellten) Steuerung des mobilen Heizgerätes 2 derart angesteuert, dass durch diesen während einer Startphase des mobilen Heizgerätes 2 der Katalysator 4 und die Brennstoff-Aufbereitungskammer 34 beheizt werden. Nach einer Startphase, das heißt, sobald in dem Bereich des Katalysators 4 eine ausreichend hohe Temperatur (für die katalytische Umsetzung sowie zur Beheizung der Brennstoff-Aufbereitungskammer 34) herrscht, wird der Heizbetrieb des Glühstifts 40 eingestellt. Anschließend kann der Glühstift 40 in bekannter Weise zur Temperaturüberwachung des Katalysators 4 eingesetzt werden.The fuel processing chamber 34 is so inside the chamber 6 arranged that they are from the catalyst 4 is surrounded. Part of the heat generated in the catalytic conversion of fuel with combustion air in the range of the catalyst 4 Accordingly, it can be used to heat the fuel processing chamber 34 and thus used to vaporize liquid fuel. In addition, an electric glow plug 40 provided, both for heating the fuel processing chamber 34 as well as for heating the catalyst 4 is used. For effective heat transfer from the glow plug 40 on the fuel processing chamber 34 and the catalyst 4 to enable is the electric glow plug 40 arranged such that it at least partially through the catalyst 4 as well as through the fuel processing chamber 34 extends. The glow plug 40 is by a (not shown) control of the mobile heater 2 controlled such that through this during a starting phase of the mobile heater 2 the catalyst 4 and the fuel processing chamber 34 be heated. After a start-up phase, that is, as soon as in the area of the catalyst 4 a sufficiently high temperature (for the catalytic conversion and for heating the fuel treatment chamber 34 ), the heating operation of the glow plug becomes 40 set. Subsequently, the glow plug 40 in a known manner for temperature monitoring of the catalyst 4 be used.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Es wird hierbei vorwiegend auf die Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen.The following is with reference to 2 A second embodiment of the present invention is explained. In this case, the differences compared to the first embodiment will be considered.

2 ist wiederum eine schematische Darstellung eines mobilen Heizgerätes 42 in Form eines Standheizers. Wiederum weist das mobile Heizgerät 42 einen Katalysator 44 auf, der innerhalb einer Kammer 46 angeordnet ist. Die Kammer 46 weist einen Einlass 48 und einen Auslass 50 auf, die jeweils zentral in die Kammer 46 münden. Zur Zuführung des gasförmigen Brennstoff-Brennluft-Gemisches wird wiederum ein Injektor 52 eingesetzt, der entsprechend wie bei der ersten Ausführungsform eine Düse 54 aufweist und mit einer Brennluft-Zuführung 56 verbunden ist. Stromabwärts eines Abschnittes des Injektors 52, in dem Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, weist der Injektor 52 eine Verengung 58 auf, so dass vor der Verengung 58 eine Mischkammer 60 gebildet wird. Stromabwärts der Verengung 58 wiederum ist ein Diffusor 62 angeordnet. Der Injektor 52 bildet dabei das einzige Pumpelement des mobilen Heizgerätes 42, das zur Förderung von Brennluft an den Katalysator 44 eingesetzt wird. 2 is again a schematic representation of a mobile heater 42 in the form of a parking heater. Again, the mobile heater features 42 a catalyst 44 on that inside a chamber 46 is arranged. The chamber 46 has an inlet 48 and an outlet 50 on, each central to the chamber 46 lead. For supplying the gaseous fuel-combustion air mixture is again an injector 52 used, which according to the first embodiment, a nozzle 54 and with a combustion air supply 56 connected is. Downstream of a section of the injector 52 , in which fuel and combustion air are brought together, the injector points 52 a narrowing 58 on, so before the constriction 58 a mixing chamber 60 is formed. Downstream of the narrowing 58 turn is a diffuser 62 arranged. The injector 52 forms the only pumping element of the mobile heater 42 , which is used to promote combustion air to the catalyst 44 is used.

Wie bei der ersten Ausführungsform weist die Kammer 46 einlassseitig sowie auslassseitig jeweils einen Freiraum 64 und 72 auf, die sich in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung bzw. Hauptströmungsrichtung 66 (der Gase innerhalb der Kammer 46) jeweils über den gesamten Strömungsquerschnitt der Kammer 46 erstrecken und in denen die jeweiligen Gase frei strömen können. In dem einlassseitigen Freiraum 64 ist benachbart zu dem Katalysator 44 wiederum ein Strömungs-Verteilelement 68 angeordnet, das sich in der Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 66 über den gesamten Strömungsquerschnitt der Kammer 46 erstreckt.As in the first embodiment, the chamber 46 each on the inlet side and on the outlet side a free space 64 and 72 extending in a plane perpendicular to the flow direction or main flow direction 66 (the gases inside the chamber 46 ) each over the entire flow cross-section of the chamber 46 extend and in which the respective gases can flow freely. In the inlet-side free space 64 is adjacent to the catalyst 44 again a flow distribution element 68 arranged in the plane perpendicular to the flow direction 66 over the entire flow cross-section of the chamber 46 extends.

Der Katalysator 44, in den das Brennstoff-Brennluft-Gemisch nach Passieren des einlassseitigen Freiraumes 64 eintritt, erstreckt sich bezüglich einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 66 über den gesamten Strömungsquerschnitt der Kammer 46. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform nimmt der Strömungsquerschnitt des Katalysators 44 und in entsprechender Weise auch der Strömungsquerschnitt der Kammer 46 entlang der Strömungsrichtung 66 zu. Insbesondere sind der Katalysator 44 und die Kammer 46 in dem in 2 dargestellten Querschnitt (entlang einer Ebene, die parallel zur Strömungsrichtung 66 durch die Mittelachse der Kammer 46 führt) kegelstumpfförmig ausgebildet. Wie oberhalb erläutert wird, können durch solch eine Zunahme des Strömungsquerschnittes Druckverluste, die aufgrund der thermischen Expansion der Gase auftreten können, reduziert oder sogar vermieden werden. Der Katalysator 44 selbst ist wiederum in einer porösen, durchströmbaren Struktur ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Katalysator 44 eine Vielzahl von wabenförmigen Kanälen 70 auf, die sich im Wesentlichen parallel zu der Strömungsrichtung 66 erstrecken. Wie in 2 dargestellt ist, fächern sich die einzelnen Kanäle 70 jedoch entsprechend der Vergrößerung des Strömungsquerschnittes des Katalysators 44 und der Kammer 46 entlang der Strömungsrichtung 66 auf. Dadurch wird entlang der Strömungsrichtung 66 der Querschnitt der einzelnen Kanäle 70 vergrößert. Ferner erstrecken sich die einzelnen Kanäle 70 nicht exakt parallel zu der eingezeichneten Strömungsrichtung 66 sondern die Erstreckungsrichtung der einzelnen Kanäle ist mit zunehmendem Abstand der Kanäle 70 von der Mittelachse der Kammer 46 zunehmend nach Außen von der Strömungsrichtung 66 abgewinkelt. In entsprechender Richtung verlaufen auch die Strömungsrichtungen innerhalb der einzelnen Kanäle 70, so dass mit der Strömungsrichtung 66 im Wesentlichen auf eine Haupt- bzw. eine gemittelte Strömungsrichtung Bezug genommen wird.The catalyst 44 in the fuel-combustion air mixture after passing through the inlet-side clearance 64 enters, extends with respect to a plane perpendicular to the flow direction 66 over the entire flow cross-section of the chamber 46 , In contrast to the first embodiment, the flow cross-section of the catalyst increases 44 and in a corresponding manner, the flow cross-section of the chamber 46 along the flow direction 66 to. In particular, the catalyst 44 and the chamber 46 in the 2 illustrated cross-section (along a plane parallel to the flow direction 66 through the central axis of the chamber 46 leads) formed frusto-conical. As explained above, such an increase in the flow area can reduce or even avoid pressure losses that may occur due to the thermal expansion of the gases. The catalyst 44 itself is again formed in a porous, permeable structure. In the present embodiment, the catalyst 44 a variety of honeycomb channels 70 on, which are essentially parallel to the flow direction 66 extend. As in 2 is shown, the individual channels fan out 70 however, according to the increase of the flow area of the catalyst 44 and the chamber 46 along the flow direction 66 on. This will be along the flow direction 66 the cross section of the individual channels 70 increased. Furthermore, the individual channels extend 70 not exactly parallel to the drawn flow direction 66 but the extension direction of the individual channels is with increasing distance of the channels 70 from the central axis of the chamber 46 increasingly outward from the flow direction 66 angled. The flow directions within the individual channels also run in the corresponding direction 70 , so with the flow direction 66 is essentially referred to a main or an average flow direction.

Um eine möglichst hohe katalytische Wirkung zu erzielen, kann ferner vorgesehen sein, dass sich die einzelnen Kanäle 70 entlang der Strömungsrichtung 66 in zwei oder mehrere Kanäle aufzweigen, so dass eine möglichst große Katalysatoroberfläche bereitgestellt wird. Dies ist in 2 schematisch durch die zusätzlichen Linien 71 im (in 2) unteren Bereich des Katalysators 44 dargestellt.In order to achieve the highest possible catalytic effect, it may further be provided that the individual channels 70 along the flow direction 66 branched into two or more channels, so that the largest possible catalyst surface is provided. This is in 2 schematically through the additional lines 71 im (in 2 ) lower portion of the catalyst 44 shown.

Neben der oberhalb erläuterten Vermeidung von Druckverlusten während des Durchtritts der Gase durch die Kammer 46 ist ein weiterer Vorteil dieser Anordnung, dass der Katalysator 44 einen reduzierten Eintritts-Strömungsquerschnitt aufweist und damit eingangsseitig eine gleichmäßige Verteilung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches über den Strömungsquerschnitt des Katalysators 44 erleichtert wird.In addition to the above-explained avoidance of pressure losses during the passage of gases through the chamber 46 Another advantage of this arrangement is that the catalyst 44 has a reduced inlet flow cross-section and thus the input side, a uniform distribution of the fuel-combustion air mixture over the flow cross-section of the catalyst 44 is relieved.

Bei dem mobilen Heizgerät 42 gemäß der zweiten Ausführungsform wird gasförmiger Brennstoff eingesetzt. Eine Brennstoff-Aufbereitungskammer, wie sie bei der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, ist dementsprechend nicht erforderlich. Wie in 2 dargestellt ist, ist die Düse 54 des Injektors 52 über ein Brennstoff-Ventil 74 und eine entsprechende Brennstoff-Leitung 75 an einem Brennstoff-Tank 76 angeschlossen. In dem Brennstoff-Tank 76 wird gasförmiger, mit Druck beaufschlagter Brennstoff bevorratet. Das Brennstoff-Ventil 74 ist über eine Steuerung 78 des mobilen Heizgerätes 42 ansteuerbar, so dass auf diese Weise die zugeführte Brennstoffmenge einstellbar und damit eine Heizleistung des mobilen Heizgerätes 42 regelbar ist.In the mobile heater 42 According to the second embodiment, gaseous fuel is used. Accordingly, a fuel processing chamber as provided in the first embodiment is not required. As in 2 is shown, is the nozzle 54 of the injector 52 via a fuel valve 74 and a corresponding fuel line 75 at a fuel tank 76 connected. In the fuel tank 76 gaseous, pressurized fuel is stored. The fuel valve 74 is about a controller 78 of the mobile heater 42 controllable, so that in this way the amount of fuel supplied adjustable and thus a heating power of the mobile heater 42 is controllable.

Der Injektor 52 ist ferner über eine Brennluft-Leitung 80 und ein Brennluft-Ventil 82 an Außenluft angeschlossen. Das Brennluft-Ventil 82 ist über die Steuerung 78 des Heizgerätes 42 ansteuerbar, so dass zusätzlich zu der Regelung der zugeführten Brennstoffmenge auch die zugeführte Brennluftmenge einstellbar ist. Wie oberhalb erläutert wird, ist diese Regelung der zugeführten Brennluftmenge nicht zwingend erforderlich, kann aber in bestimmten Situationen oder Betriebsbedingungen vorteilhaft sein.The injector 52 is also via a combustion air line 80 and a combustion air valve 82 connected to outside air. The combustion air valve 82 is about the controller 78 of the heater 42 can be controlled, so that in addition to the control of the amount of fuel supplied and the supplied amount of combustion air is adjustable. As explained above, this control of the amount of combustion air supplied is not absolutely necessary, but may be advantageous in certain situations or operating conditions.

Ferner weist das mobile Heizgerät 42 einen elektrischen Glühstift 84 auf, der im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ausschließlich zur Beheizung des Katalysators 44 während einer Startphase des mobilen Heizgerätes 42 eingesetzt wird. Der Glühstift 84 ist wiederum von der Steuerung 78 ansteuerbar. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der Glühstift in Abhängigkeit von einer Temperatur im Bereich des Katalysators 44 von der Steuerung 78 angesteuert wird, insbesondere dass der Heizbetrieb des Glühstifts 84 bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur im Bereich des Katalysators 44 gestoppt wird. Der elektrische Glühstift 84 erstreckt sich in den Katalysator 44 hinein, so dass eine effektive Wärmeübertragung erzielt wird. Der Glühstift 84 kann ferner dann, wenn er nicht zum Heizen eingesetzt wird, in bekannter Weise zur Temperaturüberwachung des Katalysators 44 eingesetzt werden.Furthermore, the mobile heater 42 an electric glow plug 84 on, in contrast to the first embodiment exclusively for heating the catalyst 44 during a starting phase of the mobile heater 42 is used. The glow plug 84 is in turn from the controller 78 controllable. Preferably, it is provided that the glow plug in dependence on a temperature in the region of the catalyst 44 from the controller 78 is controlled, in particular that the heating operation of the glow plug 84 upon reaching a predetermined temperature in the range of the catalyst 44 is stopped. The electric glow plug 84 extends into the catalyst 44 into it, so that an effective heat transfer is achieved. The glow plug 84 may also, if it is not used for heating, in a known manner for temperature monitoring of the catalyst 44 be used.

Die Steuerungsleitungen 86, die von der Steuerung 78 zu dem Brennluft-Ventil 82, dem Brennstoff-Ventil 74 und dem elektrischen Glühstift 84 führen, sind in 2 jeweils gestrichelt dargestellt.The control lines 86 that from the controller 78 to the combustion air valve 82 , the fuel valve 74 and the electric glow plug 84 lead, are in 2 each shown in dashed lines.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist nicht zwingend erforderlich, dass der Injektor stromabwärts eines Abschnittes, in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, eine Verengung und einen Diffusor aufweist. Wie oberhalb erläutert wird, sind diese Verengung und der Diffusor jedoch hinsichtlich einer guten Durchmischung der Gase und hinsichtlich eines Druckaufbaus vorteilhaft.The present invention is not limited to the embodiments shown in the figures. In particular, it is not absolutely necessary for the injector to have a constriction and a diffuser downstream of a section in which fuel and combustion air are combined in use. As explained above, however, this constriction and the diffuser are advantageous in terms of good mixing of the gases and pressure build-up.

Ferner ist nicht zwingend erforderlich, dass der Einlass und der Auslass jeweils zentral bezüglich des Strömungsquerschnittes der Kammer angeordnet sind. Vielmehr können diese auch jeweils seitlich angeordnet sein. Vorzugsweise sollte die Anordnung jedoch so abgestimmt sein, dass hierdurch eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Katalysators mit dem Brennstoff-Brennluft-Gemisch erzielt wird.Furthermore, it is not absolutely necessary that the inlet and the outlet are each arranged centrally with respect to the flow cross-section of the chamber. Rather, these can also be arranged laterally. Preferably, however, the arrangement should be tuned so that as uniform as possible loading of the catalyst with the fuel-combustion air mixture is achieved.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde in den Figuren nicht die Art der Wärmeabführung der von dem mobilen Heizgerät bereitgestellten Heizleistung dargestellt. Diese kann unter anderem in bekannter Weise, wie beispielsweise über einen Wärmetauscher, erfolgen.For reasons of clarity, the figures did not show the type of heat dissipation of the heating power provided by the mobile heater. This can be done, inter alia, in a known manner, such as via a heat exchanger.

Claims (15)

Mobiles Heizgerät, insbesondere Fahrzeug-Heizgerät, das einen Katalysator (4; 44) aufweist und das derart ausgebildet ist, dass in diesem Heizwärme durch katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft, die dem Katalysator (4; 44) zugeführt werden, erzeugbar ist, gekennzeichnet durch einen Injektor (12; 52) zur Zuführung eines Brennstoff-Brennluft-Gemisches zu dem Katalysator (4; 44), wobei der Injektor (12; 52) derart ausgebildet und mit einer Brennstoff-Zuführung (34, 36, 38; 74, 75, 76) und einer Brennluft-Zuführung (16; 56) verbindbar ist, dass in dem Injektor (12; 52) ein Brennstoff-Treibstrahl aus gasförmigem Brennstoff erzeugbar ist und dass durch den Brennstoff-Treibstrahl Brennluft zur Erzeugung des Brennstoff-Brennluft-Gemisches ansaugbar ist.Mobile heater, in particular vehicle heater, having a catalytic converter ( 4 ; 44 ) and which is designed such that in this thermal heat by catalytic conversion of fuel with combustion air, the catalyst ( 4 ; 44 ) can be generated, characterized by an injector ( 12 ; 52 ) for supplying a fuel-combustion air mixture to the catalyst ( 4 ; 44 ), the injector ( 12 ; 52 ) designed and with a fuel feeder ( 34 . 36 . 38 ; 74 . 75 . 76 ) and a combustion air supply ( 16 ; 56 ) is connectable in that in the injector ( 12 ; 52 ) A fuel propellant jet of gaseous fuel can be generated and that by the fuel propulsion jet combustion air for generating the fuel-combustion air mixture is sucked. Mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (12; 52) stromabwärts eines Abschnittes, in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, eine Verengung (18; 58) des Strömungsquerschnittes für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch aufweist.Mobile heater according to claim 1, characterized in that the injector ( 12 ; 52 ) downstream of a section in which fuel and combustion air are combined in use, a constriction ( 18 ; 58 ) has the flow cross-section for the fuel-combustion air mixture. Mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (12; 52) stromabwärts eines Abschnittes, in dem im Einsatz Brennstoff und Brennluft zusammengeführt werden, insbesondere stromabwärts der Verengung (18; 58), einen Diffusor (22; 62) aufweist.Mobile heater according to claim 1 or 2, characterized in that the injector ( 12 ; 52 ) downstream of a section in which fuel and combustion air are combined in use, in particular downstream of the constriction ( 18 ; 58 ), a diffuser ( 22 ; 62 ) having. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (12; 52) das einzige Pumpelement zur Förderung von Brennluft zu dem Katalysator (4; 44) ist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized in that the injector ( 12 ; 52 ) the only pumping element for conveying combustion air to the catalyst ( 4 ; 44 ). Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Brennstoff-Ventil (74), das stromaufwärts des Injektors (12; 52) angeordnet ist und durch das die Zufuhr von gasförmigem Brennstoff an den Injektor (12; 52) einstellbar ist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized by a fuel valve ( 74 ), upstream of the injector ( 12 ; 52 ) and by which the supply of gaseous fuel to the injector ( 12 ; 52 ) is adjustable. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Brennluft-Ventil (82), das stromaufwärts des Injektors (12; 52) angeordnet ist und durch das die Zufuhr von Brennluft an den Injektor (12; 52) einstellbar ist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized by a combustion air valve ( 82 ), upstream of the injector ( 12 ; 52 ) and by which the supply of combustion air to the injector ( 12 ; 52 ) is adjustable. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (4; 44) in einer porösen, durchströmbaren Struktur ausgebildet ist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized in that the catalyst ( 4 ; 44 ) is formed in a porous, flow-through structure. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (4; 44) in einer Kammer (6; 46), die an einem stromaufwärtigen Ende einen Einlass (8; 48) für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch und an einem stromabwärtigen Ende einen Auslass (10; 50) für Abgase aufweist, angeordnet ist und dass die Kammer (6; 46) in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung (26; 66) über deren gesamten Strömungsquerschnitt durch den Katalysator (4; 44) ausgefüllt ist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized in that the catalyst ( 4 ; 44 ) in a chamber ( 6 ; 46 ), which at an upstream end has an inlet ( 8th ; 48 ) for the fuel-combustion air mixture and at an downstream end an outlet ( 10 ; 50 ) is arranged for exhaust gases, and that the chamber ( 6 ; 46 ) in a plane perpendicular to the flow direction ( 26 ; 66 ) over the entire flow cross section through the catalyst ( 4 ; 44 ) is filled out. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (4; 44) in einer Kammer (6; 46), die an einem stromaufwärtigen Ende einen Einlass (8; 48) für das Brennstoff-Brennluft-Gemisch und an einem stromabwärtigen Ende einen Auslass (10; 50) für Abgase aufweist, angeordnet ist und dass die Kammer (6; 46) im Bereich des Einlasses (8; 48) und/oder im Bereich des Auslasses (10; 50) einen Freiraum (24, 32; 64; 72), in dem die jeweiligen Gase frei strömen können, aufweist.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized in that the catalyst ( 4 ; 44 ) in a chamber ( 6 ; 46 ), which at an upstream end has an inlet ( 8th ; 48 ) for the fuel-combustion air mixture and at an downstream end an outlet ( 10 ; 50 ) is arranged for exhaust gases, and that the chamber ( 6 ; 46 ) in the area of the inlet ( 8th ; 48 ) and / or in the area of the outlet ( 10 ; 50 ) a free space ( 24 . 32 ; 64 ; 72 ), in which the respective gases can flow freely. Mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch mindestens ein Strömungs-Verteilelement (28; 68), das in dem Freiraum (24; 64) im Bereich des Einlasses (8; 48) angeordnet ist, sich in einer Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung (26; 66) erstreckt und eine Vielzahl von Öffnungen aufweist.Mobile heater according to claim 9, characterized by at least one flow distribution element ( 28 ; 68 ) in the open space ( 24 ; 64 ) in the area of the inlet ( 8th ; 48 ) is arranged in a plane perpendicular to the flow direction ( 26 ; 66 ) and having a plurality of openings. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Katalysators (4; 44) entlang der Strömungsrichtung (26; 66) zunimmt.Mobile heater according to one of the preceding claims, characterized in that the flow cross-section of the catalyst ( 4 ; 44 ) along the flow direction ( 26 ; 66 ) increases. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine beheizbare Brennstoff-Aufbereitungskammer (34), die über eine Pumpe (38) an einen Brennstoff-Vorrat an flüssigem Brennstoff anschließbar ist und die mit dem Injektor (12) derart verbunden ist, dass verdampfter Brennstoffaus der Brennstoff-Aufbereitungskammer (34) dem Injektor (12) zuführbar ist.Mobile heating appliance according to one of the preceding claims, characterized by a heatable fuel processing chamber ( 34 ) via a pump ( 38 ) is connectable to a fuel supply of liquid fuel and with the injector ( 12 ) is connected such that vaporized fuel from the fuel processing chamber ( 34 ) the injector ( 12 ) can be fed. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein elektrisches Heizelement (40; 84), durch das der Katalysator (4; 44) und/oder die Brennstoff-Aufbereitungskammer (34) beheizbar ist.Mobile heating appliance according to one of the preceding claims, characterized by an electric heating element ( 40 ; 84 ), by which the catalyst ( 4 ; 44 ) and / or the fuel processing chamber ( 34 ) is heated. Mobiles Heizgerät gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoff-Aufbereitungskammer (34) innerhalb der Kammer (6; 46), in welcher der Katalysator (4; 44) aufgenommen ist, angeordnet ist, insbesondere dass die Brennstoff-Aufbereitungskammer (34) zumindest teilweise von dem Katalysator (4; 44) umgeben ist.Mobile heater according to claim 12 or 13, characterized in that the fuel processing chamber ( 34 ) within the chamber ( 6 ; 46 ) in which the catalyst ( 4 ; 44 ) is arranged, in particular that the fuel processing chamber ( 34 ) at least partially from the catalyst ( 4 ; 44 ) is surrounded. Mobiles Heizgerät gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Heizgerät bereitgestellte Heizwärme überwiegend, insbesondere ausschließlich, durch eine flammlose, katalytische Umsetzung von Brennstoff mit Brennluft an dem Katalysator (4; 44) erzeugt wird.Mobile heating appliance according to one of the preceding claims, characterized in that the heating heat provided by the heater predominantly, in particular exclusively, by a flame-free, catalytic conversion of fuel with combustion air to the catalyst ( 4 ; 44 ) is produced.
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