DE102016108041B4 - evaporator body - Google Patents
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Abstract
Verdampferkörper (10) für einen Brennstoffverdampfer eines Fahrzeugheizgerätes (14), wobei der Verdampferkörper (10) einen porösen Verdampferkörperkern (16) und eine poröse Verdampferkörperhülle (18) umfasst, wobei der Verdampferkörperkern (16) von der Verdampferkörperhülle (18) verschiedene Eigenschaften hat, wobei die Verdampferkörperhülle (18) ein Volumen (20) definiert, das zumindest teilweise von dem Verdampferkörperkern (16) ausgefüllt ist und wobei der Verdampferkörperkern (16) und/oder die Verdampferkörperhülle (18) nichtmetallische Fasern umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampferkörperkern (16) teilweise aus dem Volumen (20) herausragt.An evaporator body (10) for a fuel evaporator of a vehicle heater (14), said evaporator body (10) comprising a porous evaporator body core (16) and a porous evaporator body shell (18), said evaporator body core (16) having different characteristics from said evaporator body shell (18). wherein the vaporizer body shell (18) defines a volume (20) at least partially filled by the vaporizer body core (16) and wherein the vaporizer body core (16) and / or the vaporizer body shell (18) comprises non-metallic fibers, characterized in that the vaporizer body core (16) 16) partially protrudes from the volume (20).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdampferkörper für einen Brennstoffverdampfer eines Fahrzeugheizgerätes.The present invention relates to an evaporator body for a fuel evaporator of a vehicle heater.
Aus der
Als gattungsgemäßer Verdampferkörper wird hier ein Verdampferkörper gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben. Das Fahrzeugheizgerät kann beispielsweise in einem Landfahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, einem Luftfahrzeug oder einem Wasserfahrzeug verwendet werden. Der Brennstoffverdampfer kann auch allgemeiner als Brennstoffverdampferbaugruppe angesehen werden, die beispielsweise mehrere verschiedene Verdampferkörper umfasst, wobei die einzelnen Verdampferkörper einer solchen allgemeinen Brennstoffverdampferbaugruppe unterschiedlich aufgebaut sein können. Zumindest einer der Verdampferkörper einer solchen allgemeinen Brennstoffverdampferbaugruppe kann den beschriebenen Aufbau aufweisen. Mehrere Verdampferkörper einer Brennstoffverdampferbaugruppe können zu einem einzigen Verdampferkörper zusammengesetzt werden, wobei zumindest einzelne Verdampferkörper, die zusammengesetzt werden, den hier beschriebenen Aufbau aufweisen.As a generic evaporator body an evaporator body according to the preamble of claim 1 is described here. The vehicle heater can be used, for example, in a land vehicle, in particular a motor vehicle, an aircraft or a watercraft. The fuel evaporator may also be more generally regarded as a fuel evaporator assembly comprising, for example, a plurality of different evaporator bodies, wherein the individual evaporator body of such a general fuel evaporator assembly may be constructed differently. At least one of the evaporator bodies of such a general fuel evaporator assembly may have the described construction. Several evaporator bodies of a fuel evaporator assembly can be assembled into a single evaporator body, wherein at least individual evaporator body, which are composed, have the structure described herein.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Verdampferkörperkern teilweise aus dem Volumen herausragt. In diesem Fall kann insbesondere an einer Stirnseite des Verdampferkörpers, an der gasförmiger Brennstoff während des Betriebs des Fahrzeugheizgerätes aus dem Verdampferkörper austreten kann, Brennstoff direkt aus dem im Wesentlichen zur Brennstoffverdampfung beitragenden Verdampferkörperkern in Richtung der Brennkammer austreten, ohne dass der dort vorzugsweise gasförmig austretende Brennstoff zunächst durch die Verdampferkörperhülle hindurchtreten muss.According to the invention it is provided that the evaporator body core protrudes partially out of the volume. In this case, in particular on an end face of the evaporator body, at which gaseous fuel can escape from the evaporator body during operation of the vehicle heater, fuel can exit directly from the evaporator body core substantially contributing to the fuel evaporation in the direction of the combustion chamber without the fuel, which preferably escapes there in gaseous form must first pass through the evaporator body shell.
In nicht beanspruchter Weite ist auch denkbar, dass die Verdampferkörperhülle den Verdampferkörperkern vollständig umhüllt. In diesem Fall kann die Verdampferkörperhülle in vorteilhafter Weise den Verdampferkörperkern zusammenhalten und ein Austreten von Fasern beziehungsweise Faserbruchstücken aus dem Verdampferkörperkern zumindest verringern. Auf diese Weise kann beispielsweise ein unerwünschtes Austreten von Faserbruchstücken während der Montage des Verdampferkörpers und/oder des Betriebs des Fahrzeugheizgerätes verhindert beziehungsweise zumindest stark verringert werden. Eine Reduzierung der Montage- und/oder der Betriebskosten kann eine mögliche Folge sein.In unclaimed width is also conceivable that the evaporator body shell completely surrounds the evaporator body core. In this case, the evaporator body shell can advantageously hold together the evaporator body core and at least reduce leakage of fibers or fiber fragments from the evaporator body core. In this way, for example, an undesired escape of fiber fragments during assembly of the evaporator body and / or the operation of the vehicle heater can be prevented or at least greatly reduced. A reduction in assembly and / or operating costs can be a possible consequence.
Eigenschaften des Verdampferkörperkerns und der Verdampferkörperhülle können messbare beziehungsweise zumindest nachweisbare physikalische und/oder chemische Eigenschaften sein. Beispielsweise können der Verdampferkörperkern und die Verdampferkörperhülle verschiedene Porositäten aufweisen. Der Verdampferkörperkern und die Verdampferkörperhülle können beispielsweise aus unterschiedlichen Materialien oder Materialmischungen bestehen. Unter Materialmischungen können neben einfachen Materialvermengungen von mindestens zwei Materialien auch hybride Materialien sein, die durch eine gemeinsame Verarbeitung von mindestens zwei verschiedenen Materialien in einer textilen oder textilartigen Form entstehen, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, durch weben, stricken, häkeln, nadeln oder filzen. Das durch die Verdampferkörperhülle definierte Volumen kann beispielsweise ein Hohlraum sein, der von der porösen Verdampferkörperhülle zumindest teilweise im Sinne eines Behältnisses begrenzt ist, und wobei die poröse Verdampferkörperhülle zur Bestimmung des Randes des Volumens als mit einer Oberfläche versehener nicht poröser Vollkörper angesehen werden kann. Der Verdampferkörperkern kann das auf diese Weise von der Verdampferkörperhülle definierte Volumen zumindest teilweise ausfüllen. Der Verdampferkörperkern und die Verdampferkörperhülle können gemeinsam den Verdampferkörper bilden, der in üblicher Weise bei einem Brennstoffverdampfer eines Fahrzeugheizgerätes während des Betriebs des Heizgerätes den Brennstoff leitet, speichert, verteilt und verdampft. Ein Durchmesser des Verdampferkörpers kann beispielsweise zwischen 4 mm und 60 mm betragen, insbesondere zwischen 12 mm und 14 mm. Eine Höhe des Verdampferkörpers kann von Stirnseite zu Stirnseite beispielsweise zwischen 3 mm und 60 mm betragen, insbesondere zwischen 9 mm und 11 mm. Der Verdampferkörperkern und die Verdampferkörperhülle können beispielsweise getrennt voneinander gefertigt werden und während eines späteren Herstellungsschrittes miteinander gefügt werden. Während der Herstellung des Verdampferkörperkerns können Fasern des Verdampferkörperkerns verdichtet werden und beim Verdichten in Faserbruchstücke zerbrechen. Das Verdichten kann beispielsweise durch Pressen und/oder Falten der Fasern in dem Verdampferkörperkern erfolgen. Die Verdampferkörperhülle kann den Verdampferkörperkern mechanisch stabilisieren und stützen. Die Verdampferkörperhülle kann als Hüllstruktur angesehen werden. Die Verdampferkörperhülle ist konstruktionsbedingt für flüssigen und gasförmigen Brennstoff hochgradig permeabel ausgeführt. Die Herstellung des Verdampferkörpers kann stückweise oder strangweise mit anschließendem Ablängen erfolgen. Die Verdampferkörperhülle kann seinerseits aus einer Vielzahl von Schichten bestehen, die beispielsweise während der Fertigung ineinander geführt werden.Properties of the evaporator body core and the evaporator body shell can be measurable or at least detectable physical and / or chemical properties. For example, the evaporator body core and the evaporator body shell may have different porosities. The evaporator body core and the evaporator body shell may consist of different materials or material mixtures, for example. In addition to simple material mixtures of at least two materials, material mixtures may also be hybrid materials which are produced by co-processing of at least two different materials in a textile or textile-like form, for example, but not limited to, by weaving, knitting, crocheting, needling or felting , The volume defined by the evaporator body shell may, for example, be a cavity which is at least partially bounded by the porous evaporator body shell in the sense of a container, and wherein the porous evaporator body shell for determining the edge of the volume may be considered as a non-porous solid body provided with a surface. The vaporizer body core can at least partially fill the volume defined in this way by the vaporizer body shell. The vaporizer body and the vaporizer body shell may together form the vaporizer body which, in a conventional manner in a fuel vaporizer of a vehicle heater, conducts, stores, distributes and vaporizes the fuel during operation of the heater. A diameter of the evaporator body may for example be between 4 mm and 60 mm, in particular between 12 mm and 14 mm. A height of the evaporator body can be from end to end, for example between 3 mm and 60 mm, in particular between 9 mm and 11 mm. The evaporator body core and the evaporator body shell can for example be manufactured separately from each other and during a later manufacturing step are joined together. During manufacture of the vaporizer body core, fibers of the vaporizer body core may be compacted and crushed into fiber fragments upon compacting. The compacting can be done for example by pressing and / or folding the fibers in the evaporator body core. The vaporizer body shell can mechanically stabilize and support the vaporizer body. The evaporator body shell can be considered as an enveloping structure. The evaporator body shell is structurally designed for liquid and gaseous fuel highly permeable. The preparation of the evaporator body can be piecewise or strandwise followed by cutting to length. The evaporator body shell in turn may consist of a plurality of layers, which are guided for example during manufacture into each other.
Es kann vorgesehen sein, dass die nichtmetallischen Fasern Glasfasern und/oder Kunststofffasern und/oder Gesteinsfasern, insbesondere Basaltfasern, und/oder Keramikfasern umfassen. Durch die Verwendung nichtmetallischer Fasern als Fasermaterial kann eine geringere Fertigungstoleranz ermöglicht werden. Zum Beispiel kann in der Mikrostruktur von Einzelfasern, im Hinblick auf die Faserlänge und/oder die Faserorientierung, eine gewünschte Verteilung in dem Verdampferkörper erzielt werden. Ermöglicht werden kann beispielsweise eine gegenüber einem rein metallischen Verdampferkörper höhere Isotropie der Porosität und/oder der Permeabilität und/oder effektiven Wärmeleitfähigkeit des Verdampferkörpers. Dies kann zu einer gleichmäßigeren Brennstoffverdampfung durch den Verdampferkörper führen. Weiterhin kann eine während des Betriebs des Verdampferbrenners entstehende Menge von Ablagerungen in dem Verdampferkörper sowie Verkokungen im Bereich der sich an den Verdampferkörper anschließenden Brennkammer reduziert werden. Auch kann durch die Verwendung von nichtmetallischen Fasern die Wärmeleitfähigkeit der einzelnen Bereiche des Verdampferkörpers sowie die Benetzbarkeit der einzelnen Bereiche des Verdampferkörpers gezielt beeinflusst werden.It can be provided that the non-metallic fibers comprise glass fibers and / or plastic fibers and / or rock fibers, in particular basalt fibers, and / or ceramic fibers. By using non-metallic fibers as a fiber material, a lower manufacturing tolerance can be made possible. For example, in the microstructure of single fibers, in terms of fiber length and / or fiber orientation, a desired distribution in the vaporizer body can be achieved. For example, a higher isotropy of the porosity and / or the permeability and / or effective heat conductivity of the evaporator body compared to a purely metallic evaporator body can be made possible. This can lead to a more uniform fuel evaporation through the evaporator body. Furthermore, a quantity of deposits formed in the evaporator body during the operation of the evaporator burner as well as coking in the region of the combustion chamber adjoining the evaporator body can be reduced. Also, by the use of non-metallic fibers, the thermal conductivity of the individual regions of the evaporator body and the wettability of the individual regions of the evaporator body can be selectively influenced.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Verdampferkörperhülle ein Gestrick und/oder ein Gewirk und/oder ein Geflecht umfasst. Das Gestrick und/oder das Gewirk und/oder das Geflecht können aus den in der Verdampferkörperhülle vorhandenen Fasern aufgebaut sein. Vorzugsweise können das Gestrick und/oder das Gewirk und/oder das Geflecht ein Rundgestrick beziehungsweise ein Rundgewirk beziehungsweise ein Rundgeflecht sein. Auf diese Weise kann die Anzahl der in der Verdampferkörperhülle vorhandenen Faserenden reduziert werden. Faserenden können bei Kontakt zu einer Hautirritation führen, so dass diesbezüglich Vorkehrungen, zum Beispiel das Tragen von Handschuhen, erforderlich ist. Eine Reduzierung der Anzahl der Faserenden in der Verdampferkörperhülle erleichtert die Handhabung des Verdampferkörpers, da eventuell auf die Verwendung von Handschuhen und/oder sonstigen Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Hautirritation verzichtet werden kann. Eine Faserführung wie bei einem weitmaschigen Kemafil-Gewebe als spezielles Gewirk ist hierunter subsumierbar.Advantageously, it can be provided that the evaporator body shell comprises a knitted fabric and / or a knitted fabric and / or a braid. The knitted fabric and / or the knitted fabric and / or the braid can be constructed from the fibers present in the evaporator body shell. Preferably, the knitted fabric and / or the knitted fabric and / or the braid may be a circular knit or a round knit or a round braid. In this way, the number of fiber ends present in the evaporator body shell can be reduced. Fiber ends can cause skin irritation on contact, so precautions, such as wearing gloves, are required. A reduction in the number of fiber ends in the evaporator body shell facilitates handling of the evaporator body, since it may be possible to dispense with the use of gloves and / or other protective measures to avoid skin irritation. A fiber guide as in a wide-meshed Kemafil fabric as a special knit is subsumed hereunder.
Ein Rundgestrick beziehungsweise ein Rundgewirk beziehungsweise ein Rundgeflecht können in besonders einfacher Weise eine zumindest teilweise Ummantelung des Verdampferkörperkerns erlauben, da diese nahezu ohne lose Faserenden in Form einer Schlauchware beziehungsweise eines Strumpfes oder einer Schnur beziehungsweise eines Dochtes vorliegen können.A circular knit or a circular knit or a round braid can in a particularly simple manner allow at least partial sheathing of the evaporator body core, since these can be present without loose fiber ends in the form of a tubular fabric or a stocking or a string or a wick.
Es kann vorgesehen sein, dass der Verdampferkörperkern einen Hohlraum definiert. Der in dem Verdampferkörperkern definierte Hohlraum kann in analoger Weise zu dem durch die Verdampferkörperhülle definierten Volumen definiert werden. Der Hohlraum kann insbesondere frei von Fasermaterial sein und beispielsweise ein gleichmäßigeres Verdampfen von Brennstoff aus dem Verdampferkörper, insbesondere dem Verdampferkörperkern, begünstigen.It can be provided that the evaporator body core defines a cavity. The cavity defined in the vaporizer body may be defined analogously to the volume defined by the vaporizer body shell. The cavity can in particular be free of fiber material and, for example, promote a more uniform evaporation of fuel from the evaporator body, in particular the evaporator body core.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verdampferkörperhülle eine zapfenartige Erhebung umfasst. Eine zapfenartige Erhebung kann insbesondere auf einer Stirnseite des Verdampferkörpers vorgesehen sein, an der beispielsweise zu verdampfender flüssiger Brennstoff in den Verdampferkörper eintreten kann. Die zapfenartige Erhebung kann mit einer entsprechenden Ausnehmung einer topfartigen Verdampferaufnahme korrespondieren, in welcher der Verdampferkörper montiert wird. Während der Montage des Verdampferkörpers in der Verdampferaufnahme kann die zapfenartige Erhebung dem Zentrieren des Verdampferkörpers gegenüber der Verdampferaufnahme sowie einem Toleranzausgleich dienen.It may be provided that the evaporator body shell comprises a pin-like elevation. A pin-like elevation may be provided, in particular, on an end face of the evaporator body, at which, for example, liquid fuel to be vaporized may enter the evaporator body. The pin-like elevation may correspond to a corresponding recess of a pot-like evaporator receptacle, in which the evaporator body is mounted. During assembly of the evaporator body in the evaporator receptacle, the pin-like elevation can serve to center the evaporator body relative to the evaporator receptacle and a tolerance compensation.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verdampferkörperhülle eine stegartige Erhebung umfasst. Eine stegartige Erhebung kann insbesondere ein umlaufender Rand an einer Stirnseite des Verdampferkörpers sein, an der beispielsweise zu verdampfender flüssiger Brennstoff in den Verdampferkörper eintreten kann. Die stegartige Erhebung kann, genau wie die vorstehend bereits beschriebene zapfenartige Erhebung, einer Vorzentrierung während der Montage und/oder einem Toleranzausgleich dienen.It can also be provided that the evaporator body shell comprises a web-like elevation. A web-like elevation can in particular be a peripheral edge on an end face of the evaporator body, where, for example, liquid fuel to be vaporized can enter the evaporator body. The web-like elevation, just like the peg-like elevation already described above, can serve for pre-centering during assembly and / or tolerance compensation.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass Fasern in der Verdampferkörperhülle länger sind als in dem Verdampferkörperkern. Durch die langen Fasern in der Verdampferkörperhülle liegen dort wenige lose Faserenden vor.Furthermore, it can be provided that fibers in the evaporator body shell are longer than in the evaporator body core. Due to the long fibers in the evaporator body shell there are few loose fiber ends.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert. The invention described above will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.
Es zeigen:
-
1 eine seitliche Schnittansicht eines Verdampferkörpers; -
2 ein Fahrzeugheizgerät mit Brennstoffverdampfer und Verdampferkörper; -
3 verschiedene mögliche Formen a) bis k) von Verdampferkörpern in seitlicher Schnittansicht; und -
4 verschiedene mögliche Ausführungsformen a) bis e) zur Veranschaulichung unterschiedlicher Verdampferkörperkerne.
-
1 a side sectional view of an evaporator body; -
2 a vehicle heater with fuel evaporator and evaporator body; -
3 various possible forms a) to k) of evaporator bodies in side sectional view; and -
4 various possible embodiments a) to e) to illustrate different body radiator cores.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die in den Figuren erkennbaren Proportionen zur einfachen bildlichen Veranschaulichung gewählt wurden und nicht zwingend die realen Größenverhältnisse widerspiegeln.In the following description of the drawings, like reference characters designate like or similar components. Furthermore, it should be noted that the recognizable in the figures proportions were chosen for easy visual illustration and not necessarily reflect the real size ratios.
Die Form i) entspricht der Form h), wobei die Verdampferkörperhülle den Verdampferkörperkern umschließt und dessen Oberfläche lediglich im Bereich des Hohlraums
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 features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Verdampferkörperevaporator body
- 1414
- Fahrzeugheizgerätvehicle heater
- 1616
- VerdampferkörperkernEvaporator core body
- 1818
- VerdampferkörperhülleEvaporator body shell
- 2020
- Volumenvolume
- 2222
- zapfenartige Erhebungcone-shaped elevation
- 2424
- stegartige Erhebungridge-like elevation
- 2626
- Hohlraumcavity
- 2828
- Verdampferaufnahmeevaporator recording
- 3030
- Brennstoffleitungfuel line
Claims (7)
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