DE10323591A1

DE10323591A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Gases aus einem Sublimationsgut

Info

Publication number: DE10323591A1
Application number: DE2003123591
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Ose; Christian Seidler; Robert Kicherer
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Es wird bei einem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ammoniak (25) aus Ammoniumcarbamat (17) beschrieben. Das Ammoniumcarbamat (17) ist in einem Behälter (13) angeordnet. Dem Behälter (13) bzw. dem Ammoniumcarbamat ist eine Beheizung (22, 45) zugeordnet. Diese kann eine Strahlungsheizung, Induktionsheizung oder Kontaktheizung sein. Die Beheizung kann entweder in dem Behälter angeordnet sein oder an einer Außenseite einer Behälterwand.

Description

Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 zur Erzeugung eines Gases aus einem Sublimationsgut.

Aus der DE 197 20 209 C1 oder der DE 198 27 678 A1 sind Verfahren sowie Vorrichtungen bekannt, mit denen Stickoxide an einem Katalysator im Abgasstrang eines Verbrennungsmotors reduziert werden können. Dazu wird Ammoniak aus einem NH3-abspaltenden Stoff, beispielsweise Ammoniumcarbamat, durch Erwärmung abgespalten.

Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren und eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, mit denen der Stand der Technik in vorteilhafter Weise weiterentwickelt werden kann und insbesondere die Erzeugung von Gas aus einem Sublimationsgut sicherer und schneller gemacht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Des weiteren wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Erfindungsgemäß wird Gas aus einem Sublimationsgut erzeugt, beispielsweise Ammoniak aus Ammoniumcarbamat als Ausgangsstoff. Mit diesem Gas kann das Abgas der Brennkraftmaschine gereinigt werden, insbesondere von Stickoxiden. Die benötigte Menge an Gas hängt dabei davon ab, wie viel Abgas erzeugt ist bzw. welche Zusammensetzung dieses Abgas aufweist. Das Sublimationsgut, aus welchem das Gas erzeugt wird, ist in einem Behälter angeordnet mit einer Beheizung. Erfindungsgemäß wird der Bedarf an benötigtem Gas an der Brennkraftmaschine oder an der Abgasanlage der Brennkraftmaschine gemessen bzw. abgefragt. Abhängig davon wird genau die Menge an Gas erzeugt, die benötigt wird, um das Abgas in gewünschter Weise zu reinigen, beispielsweise zu entsticken. Derartige Erfassungen von Abgasmengen oder Abgaszusammensetzungen, auch hinsichtlich einzelner Bestandteile oder deren Anteile, sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.

Auf diese Weise kann die Gaserzeugung auf das Maß beschränkt werden, welches tatsächlich benötigt wird. Somit kann auch der Energieverbrauch gesenkt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, zu Erfassen, wie viel Gas bereits erzeugt worden ist. Hierzu kann entweder ein Durchflussmengen-Sensor oder dergleichen an der Gasableitung vorgesehen sein. Alternativ ist es möglich, über abgespeicherte Datenwerte und Heizdaten der Beheizung zu berechnen, wie viel Gas erzeugt worden ist. Dies ist allerdings eine rechnerische Näherung. Die Menge an erzeugtem Gas kann mit der Menge an benötigtem Gas verglichen werden. In Abhängigkeit davon wird mehr oder weniger Gas erzeugt, wodurch die Steuerung der Beheizung entsprechend aktiviert wird. Im Prinzip kann so eine Art geschlossener Regelkreis aufgebaut werden. Dieser ist von der Genauigkeit her besser als der vorbeschriebene Steuerkreis.

Vorteilhaft bei der Erfindung ist vor allem auch, dass es möglich ist, ohne Zwischenspeicherung von Gas auszukommen. Insbesondere wenn das erzeugte Gas Ammoniak ist, welches eine Gefahr darstellt, ist dies von großem Vorteil. Eine Zwischenspeicherung erfolgt vorteilhaft weder in dem Behälter mit dem Sublimationsgut selber noch im Leitungssystem oder vor der Abgasanlage in größerem Maß. Die Leitungskapazität selber, welche an sich eher klein gehalten werden sollten, sind im Sinne dieser Erfindung nicht als Zwischenspeicher anzusehen. So kann Unfallrisiko reduziert werden, welches durch Mengen an austretendem Ammoniak erhöht werden würde.

Zur Vermeidung einer Zwischenspeicherung von erzeugtem Gas gibt es grundsätzlich mehrere Möglichkeiten. Eine Möglichkeit wäre es, das erzeugte Gas direkt abzusaugen. Eine andere Möglichkeit liegt darin, das Volumen bzw. die Größe des Behälters zu verändern und so eine Zwischenspeicherung in einem Leerraum zu vermeiden. Dabei ist unter Volumen oder Größe des Behälters nicht unbedingt der Behälter an sich gemeint, sondern diejenige Vorrichtung, welche das Sublimationsgut selber umschließt. Es könnten also noch Unterteilungen oder derglei chen in dem Behälter vorgesehen sein, welche größenveränderlich sind. Eine Reduzierung des Volumens oder der Größe des Behälters erfolgt vorteilhaft in Abhängigkeit von der noch vorhandenen Menge an Sublimationsgut oder abhängig von der erzeugten Menge an Gas, welche mit einer der vorstehenden Möglichkeiten gemessen werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, das Volumen oder die Größe des Behälters selbsttätig zu verändern oder zu reduzieren. Hier sind beispielsweise federnd oder elastisch gelagerte, gegen das Sublimationsgut gedrückte Behälterwände vorstellbar. Mit der Gaserzeugung nimmt das Volumen des Sublimationsgutes ab und eine bewegbare Behälterwand kann sozusagen nachdrücken und das Volumen des Raums, welcher das Sublimationsgut direkt umgibt und nach außen abdichtet, reduzieren.

Eine weitere Möglichkeit zur Abfrage, wie viel Gas benötigt wird zur Abgasreinigung, kann vorsehen, die Motorsteuerung der Brennkraftmaschine abzufragen. Parameter können hier beispielsweise Motorleistung oder Drehzahl sein.

Erfindungsgemäß befindet sich das Sublimationsgut in einem Behälter, wobei eine Beheizung dem Behälter oder dem Sublimationsgut zugeordnet ist. Eine vorteilhafte Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht darin, dass die Beheizung eine Heizung aufweist, welche im Inneren des Behälters angeordnet ist. Eine weitere Lösung der vorgenannten Aufgabe sieht vor, dass die Beheizung direkt an einer Behälterwand, insbesondere außerhalb des Behälters, erfolgt bzw. sie angeordnet ist.

Der Vorteil einer im Inneren des Behälters angeordnete Heizung liegt darin, dass so das Sublimationsgut direkt beheizt werden kann. Dies wird als vorteilhaft angesehen für die Erwärmung des Sublimationsguts zur anschließenden Ausgasung. So kann die Wärme zum einen mög lichst vollständig an das Sublimationsgut übertragen werden. Zum anderen ist eine Erwärmung sehr schnell möglich, was die Reaktionszeiten bezüglich Gaserzeugung verbessert.

Das Vorsehen der Beheizung direkt an einer Behälterwand weist den Vorteil auf, dass so die Wärmeübertragung an das in dem Behälter befindliche Sublimationsgut direkt und reaktionsschnell erfolgen kann. Hierbei sollte eine Behälterwand gewählt werden, an welcher das Sublimationsgut möglichst großflächig anliegt.

Des weiteren ist die Vorrichtung vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie in ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, eingebaut werden kann. Damit können vor allem durch Erzeugung von Ammoniak aus Ammoniumcarbamat als Sublimationsgut Stickoxide aus dem Abgas von Motoren reduziert werden.

Als Heizung ist vorteilhaft eine elektrische Widerstandsheizung vorgesehen, entweder als Kontaktheizung oder als Strahlungsheizung. Diese kann entweder als Ganzes oder zumindest in Teilen oder Abschnitten eine PTC-Widerstandscharakteristik aufweisen. Derartige PTC-Heizwiderstände sind beispielsweise aus der DE 10310255 A oder der DE 10315220 A bekannt, auf welche hiermit ausdrücklich verwiesen wird. Durch eine derartige PTC-Widerstandscharakteristik kann ein selbsttätiger Schutz gegen Überhitzung geschaffen werden.

Bevorzugt beginnt hier die Temperatur für den Sublimationsprozess bei ca. 50°C und reicht bis zu mehreren 100°C, max. 300°C. Je höher die Temperatur ist, umso mehr Gas wird erzeugt aus dem Sublimat. Insbesondere kann eine Temperatur bei 60°C bis 80°C liegen.

Eine Möglichkeit einer elektrischen Widerstandsheizung ist ein Strahlungsheizkörper. Dieser kann einerseits ein sogenannter Rohrheizkörper sein. Ein solcher Rohrheizkörper ist beispielsweise aus der DE 10127223 A bekannt. Der Rohrheizkörper kann entweder frei im Inneren des Behälters angeordnet sein, beispielsweise entsprechend einem Backofen in der Nähe einer Behälterwand. Alternativ kann ein Heizkörper, insbesondere ein Rohrheizkörper, von Sublimationsgut direkt umgeben sein, welches beispielsweise in Form eines Schüttgutes vorhanden sein kann. Als weitere Möglichkeit kann ein Rohrheizkörper an einer Wand des Behälters angeordnet sein. Insbesondere wenn dieser auf der Außenseite der Behälterwand ist, sollte eine direkte flächige Anlage vorliegen bei einer Kontaktheizung. Bei einer Strahlungsheizung sollte die Behälterwand strahlungsdurchlässig sein.

Die Beheizung kann alternativ ein Dickschicht-Heizelement aufweisen, entweder als Kontaktheizung oder als Strahlungsheizung. Dieses sollte auf einer keramischen Isolierung angeordnet sein, welche entweder eine Schicht auf einem Metallträger oder direkt ein Keramik-Träger sein kann. Ebenfalls kann ein solches Dickschicht-Heizelement direkt auf eine Behälterwand aus glasartigem Material aufgebracht sein.

Dickschicht-Heizelemente mit einem Träger können eine separate Baueinheit bilden, welche mit einer Behälterwand verbunden werden kann. Insbesondere kann diese Baueinheit mit einer Behälterwand fest und lösbar verbunden sein, so dass erneut eine Baueinheit entsteht.

Alternativ zu den vorgenannten Widerstandsheizungen kann eine Beheizung auch durch einen sogenannten Hellstrahler mit Temperaturen von über 1200°C, beispielsweise ca. 2000°C, realisiert werden, welcher beispielsweise eine Halogenlampe ist. Derartige Hellstrahler werden im Bereich von Strahlungsheizkörpern unter Glaskeramik-Kochfeldern verwendet. Sie haben insbesondere bei Anordnung innerhalb des Behälters den Vorteil, dass sie einen sehr hohen Anteil an Strahlungswärme ab geben, welche zur möglichst direkten Erwärmung des Sublimationsgutes verwendet werden kann.

Eine Strahlungsheizung kann an oder auf einer Wärmedämmung befestigt sein oder eine solche aufweisen. Als Wärmedämmung kann einerseits eine derjenigen Art verwendet werden, wie sie in Strahlungsheizungen für Glaskeramik-Kochfelder verwendet wird, aus gepresstem wärmedämmenden und isolierendem Material. Alternativ kann eine mehrschichtige Wärmedämmung mit Reflexionswirkung verwendet werden, wie sie beispielsweise aus der DE 10154887 bekannt ist, auf welche diesbezüglich ausdrücklich verwiesen wird.

Der Behälter sollte gekapselt oder druckdicht sein. Des weiteren sollte er öffenbar sein, beispielsweise mit einem Deckel. So kann das Sublimationsgut eingebracht werden und anschließend wieder mit dem Deckel druckdicht verschlossen werden.

Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Sensor, beispielsweise ein Durchfluss-Sensor oder Drucksensor, mit dem Inneren des Behälters verbunden ist oder darin angeordnet ist. So können Durchflussmenge oder Druck ermittelt werden, welcher im Inneren des Behälters herrscht, was Aussagen über die erzeugte Gasmenge möglich macht. Besonders vorteilhaft ist der Sensor dabei an einer Ableitung aus dem Behälter vorgesehen. Durch diese Ableitung kann erzeugtes Gas beispielsweise einem vorgenannten SCR-Katalysator zugeführt werden.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn eine Steuerung für die Vorrichtung vorgesehen ist. Diese kann beispielsweise einen Mikroprozessor aufweisen. Die Steuerung kann des weiteren mit einem vorgenannten Durchfluss-Sensor oder Drucksensor verbunden sein und dessen Informationen oder Signale auswerten. Als ein Teil der Auswertung kann vorgesehen sein, dass ein Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert, welcher eine Solldurchflussmenge oder ein Solldruck sein kann, innerhalb des Behälters erfolgt. Wird der Solldruck unterschritten, so kann die Heizung eingeschaltet werden. Wird der Solldruck überschritten, so kann die Heizung ausgeschaltet werden. Hierbei können jeweils gewisse Grenzen oberhalb und unterhalb des Solldrucks vorgesehen sein. Innerhalb dieser Grenzen soll also von der Steuerung der Druck gehalten werden für einen stimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung.

Des weiteren kann ein Sensor vorgesehen sein, der einen Füllstand oder eine Vorratsmenge an Sublimationsgut in dem Behälter erfasst. Der Sensor ist vorteilhaft mit der vorgenannten Steuerung verbunden. So kann erkannt werden, wenn das vorhandene Sublimationsgut nicht mehr ausreicht oder in einer bestimmten Zeit nicht mehr ausreichen wird.

Die Steuerung kann mit einem Verbrennungsmotor verbunden sein, dessen Abgase gereinigt werden sollen. Hier wird es als vorteilhaft angesehen, wenn für die Erzeugung von Gas, beispielsweise Ammoniak, dessen benötigte Menge aufgrund des Betriebszustands des Motors bekannt ist. Somit kann die erzeugte Menge darauf abgestimmt werden.

In dem Behälter kann eine Pressvorrichtung vorgesehen sein, mit welcher das Sublimationsgut in Richtung einer Behälterwand oder direkt gegen eine Behälterwand gepresst bzw. gedrückt wird. Dies weist den Vorteil auf, dass es insbesondere im Fall von losem Gut oder Schüttgut eine definierte Position einnimmt.

An der Pressvorrichtung kann eine Heizung angeordnet sein, beispielsweise eine Strahlungsheizung. So ist es möglich, diese immer im selben Abstand zu dem Sublimationsgut zu halten. Dies verbessert eine gleichbleibende Sublimation sowie die Steuerung derselben.

Es ist möglich, im Inneren des Behälters einen Ventilator oder dergleichen vorzusehen. Damit kann zum einen Gas umgewälzt werden. Zum anderen kann der Ventilator für eine gleichmäßige Erwärmung des Sublimationsguts sorgen. Dazu kann er entweder auf das Sublimationsgut oder auf die Heizung gerichtet sein. Dieses Prinzip entspricht in etwa einem Heißluftbackofen.

Einerseits ist es möglich, einen üblichen Ventilator vorzusehen, dessen Motor entweder innerhalb des Behälters angeordnet ist oder der über eine abgedichtete Welle mit einem außerhalb angeordneten Motor verbunden ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwar ein Antrieb für den Ventilator außerhalb des Behälters vorgesehen. Eine Kraftübertragung findet mit einer magnetischen Kupplung statt, welche einerseits mit dem Antrieb und andererseits mit dem Ventilatorrotor verbunden ist. Dazwischen befindet sich die undurchbrochene Behälterwand. So können Dichtigkeitsprobleme verringert werden.

Eine Behälterwandung, an welcher das Sublimationsgut anliegt, kann eine Strukturierung aufweisen, insbesondere eine Riffelung oder Noppung. Dadurch kann Gas entweichen trotz des Anliegens. Es kann vorteilhaft der Behälterboden sein, wenn dieser beheizt ist.

Eine Behälterwandung, insbesondere der Behälterboden, kann aus optisch durchlässigem Material bestehen. Es können dies übliche Materialien sein, insbesondere Hartglas, Quarzglas oder Glaskeramik, ebenso Kunststoffe, welche temperaturbeständig sein sollen. An der Behälterwandung kann eine oben beschriebene Strahlungsheizung zur Beheizung des dahinter befindlichen Sublimationsguts angeordnet sein, welche durch die Behälterwandung hindurch wirkt.

Das Sublimationsgut kann auf der Beheizung aufliegen. Dabei kann die Beheizung flexibel und formveränderlich ein. Sie kann beispielsweise auf einer flexiblen Unterlage aufliegen. Dies kann eine Dämmung sein, beispielsweise aus Mineralwolle.

Die Beheizung kann aus mindestens zwei Lagen aus Folie mit zwischenliegenden Heizelementen bestehen. Die Folie ist vorteilhaft leitfähige Metallfolie und kontaktiert die Heizelemente. Die Lagen sind dabei nach außen elektrisch kontaktiert bzw. bilden die Anschlüsse.

Die Heizelemente sind vorteilhaft Widerstandsheizelemente, insbesondere keramisch. Sie können eine PTC-Widerstandscharakteristik aufweisen. Weiters können sie insbesondere flach sein.

Die Beheizung kann eine Induktionsheizung sein, vorzugsweise mit einer Induktionsspule außerhalb des Behälters. Ein ferromagnetischer Teil ist in dem Behälter angeordnet, wobei er insbesondere an dem Sublimationsgut anliegt. Der ferromagnetische Teil kann aus einem Material bestehen, das eine Curie-Temperatur aufweist, die entweder in demjenigen Temperatur-Bereich der Erwärmung das Sublimationsguts liegt oder für eine bessere Heizwirkung noch darüber. Dies können beispielsweise 50°C bis 100°C mehr sein als die Temperatur, die für die Erwärmung das Sublimationsguts gewünscht ist.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Variante einer vorbeschriebenen Vorrichtung mit Heizung und Ventilator im Behälter,
2 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einem Feder-Pressstempel für das Sublimationsgut und einer Dickschichtheizung an der Außenseite des Behälterbodens,
3 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einer Feder-Pressung für das Sublimationsgut, an der die Heizung angeordnet ist,
4 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einem strukturierten Glaskeramikboden des Behälters, unter dem eine Dickschichtheizung angeordnet ist,
5 eine weitere Variante einer Vorrichtung ähnlich 5 mit einem Strahlungsheizkörper unter einem Glaskeramikboden,
6 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einer elastisch verformbaren Heizung auf dem Behälterboden,
7 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einer Induktionsspule unter dem Behälterboden und einer ferromagnetischen Platte in dem Behälter, auf dem das Sublimat aufliegt und.
8 eine weitere Variante einer Vorrichtung mit einem strukturierten Glaskeramikboden des Behälters ähnlich 4, unter dem eine Strahlungsheizung mit Rohrheizkörper angeordnet ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 11a dargestellt. Sie weist einen Behälter 13a auf. Dieser Behälter weist einen Behälterde ckel 15a auf, welcher abnehmbar ist, sowie einen fest verbundenen Behälterboden 16a. Bei aufgesetztem Behälterdeckel 15a ist der Behälter 13a druckdicht verschlossen für den bestimmungsgemäßen Betrieb.
In dem Behälter 13a befindet sich das Sublimat 17a. Wie zuvor beschrieben, kann es in verschiedener Form vorliegen, hier ist es ein Festkörper.
Der Behälter 13a hat einen Gasauslass 19a, der in eine Gasleitung 20a übergeht. Die Gasleitung 20a führt zum Abgassystem eines Motors, dessen Abgase mit der Vorrichtung 11a gereinigt werden sollen.
In dem Behälter 13a ist eine Heizung 22a angeordnet. Diese ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als schraubenförmiger Rohrheizkörper ausgebildet und über dem Sublimat 17a angeordnet. Die Heizung 22a erhitzt dabei das Sublimat 17a derart, dass das Gas 25a entsteht. Bei verschiedenen Ausführungen der Erfindung kann die Heizung 22a auch flächig ausgebildet sein oder zumindest teilweise in dem Sublimat 17a stecken. Es können anstelle eines solchen Widerstandsheizers auch sogenannte Hellstrahler eingesetzt werden, beispielsweise Halogenlampen. Diese strahlen mit einer sehr hohen Temperatur und weisen sehr gute Wirkungsgrade auf zur Erhitzung eines Sublimats.
Die Heizung 22a wird über Zuleitungen mit einem Relais 23a angesteuert. Dies wird später noch genauer erläutert.
Links ist in dem Behälter 13a ein Ventilator 30a vorgesehen. Der Ventilator 30a weist einen Ventilatorrotor 31a auf, der mittels einer Achse an der Innenseite der Behälterwand gelagert ist. Zum Antrieb ist eine Magnetkupplung 32a, bestehend aus zwei Teilen, vorgesehen. Mit dieser Magnetkupplung 32a ist der Ventilatorrotor 31a mit einem Motor 34a verbunden, der an der Außenseite des Behälters 13a befestigt ist. Auf diese Weise werden keine Durchbrüche durch die Behälterwandung benötigt, weder für eine rotierende Motorwelle noch für elektrische Anschlüsse zu einem Motor, der innerhalb des Behälters 13a angeordnet ist. Durch den außerhalb angeordneten Motor 34a ist dieser auch gegen Einwirkung durch das entstehende Gas 25a geschützt.
An dem Gasauslass 19a bzw. der Gasleitung 20a ist ein Drucksensor 36a angeordnet. Dieser erfasst den Gasdruck im Inneren des Behälters 13a bzw. des anschließenden Leitungssystems.
Der Drucksensor 36a ist mit einer Steuerung 38a verbunden. Die Steuerung 38a ist ebenso mit dem Relais 23a für die Heizung 22a verbunden. Ein Motorsignal 40a, das den Betriebszustand des Motors erfasst, wird an die Steuerung 38a gegeben. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Bei der alternativen Ausführung nach 2 ist ein im wesentlichen ähnlicher Behälter 13b mit Gasauslass 19b und Gasleitung 20b vorgesehen. In Abwandlung der Ausführung nach 1 ist hier die Heizung 45b an der Außenseite des Behälterbodens 16b angeordnet. Die Heizung 45b besteht dabei aus einem flächigen Träger 46b, beispielsweise einem Substrat aus Keramik oder einem mit einer keramischen Isolierschicht versehenen Träger aus Stahl. Darauf sind ein oder mehrere Dickschicht-Heizwiderstände 47b vorgesehen. Diese sind mit einem bekannten Dickschicht-Verfahren auf den Träger 46b aufgebracht und dienen als Beheizung. Dabei bildet die Heizung 45b entweder selber eine Baueinheit, die mit der Unterseite des Behälterbodens 16b verbunden werden kann. Diese Verbindung kann dauerhaft sein, beispielsweise durch Kleben mit hitzebeständigem und wärmeleitendem Kleber oder Löten. Alternativ kann es eine Pressung oder Klemmung sein. Bei einer anderen Ausführung der Erfindung sind Behälterboden 16b und Heizung 45b bzw. Träger 46b herstellungsseitig bereits fest verbunden als Bauein heit, bevor der Behälterboden 16b mit dem restlichen Behälter 13b zusammengesetzt wird. Anstelle der Dickschicht-Heizwiderstände 47b könnten an dem Träger 46b auch weitere Heizeinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise flachgedrückte Rohrheizkörper, wie sie auch an den Unterseiten von Gusskochplatten angeordnet sind.
Des weiteren weist die Ausführungsform der Erfindung nach 2 keinen Ventilator oder dergleichen auf. Hier ist im Inneren des Behälters 13b ein Pressstempel 42b vorgesehen. Dieser bedeckt im wesentlichen die gesamte Fläche des Sublimats 17b bzw. den Querschnitt des Behälters 13b. Allerdings ist der Pressstempel mit Öffnungen versehen zum Austritt des Gases 25b aus dem Sublimat 17b. So kann der Pressstempel 42b beispielsweise nach Art eines Gitters oder Lochblechs ausgebildet sein.
Eine Press-Feder 43b drückt den Pressstempel 42b gegen das Sublimat 17b. Dabei kann die Press-Feder 43b an der Innenseite des Behälterdeckels 15b angeordnet sein und mit diesem abgenommen werden.
Bei der weiteren alternativen Ausführung nach 3 weist die Vorrichtung 11c einen Behälter 13c auf, der ähnlich wie zuvor ausgebildet ist. Von einer rechten Behälterwand geht ein Gasauslass 19c ab in eine Gasleitung 20c. Dabei ist ein Durchflussmengen-Sensor 37c in der Gasleitung 20c vorgesehen. Dieser entspricht in etwa dem Drucksensor 36 der vorherigen Ausführungen. Der Durchflussmengen-Sensor 37c ist mit der Steuerung 38c verbunden. Er erfasst die Menge an durchgeströmtem Gas 25c, welche die Steuerung 38c zur Beeinflussung der Beheizung benötigt.
An der Innenseite des Behälterdeckels 15c ist ein Heizkörperträger 49c gelagert, und zwar mittels der Federn 43c. Während die federnde Lagerung in etwa derjenigen aus der Einrichtung 11b aus 2 entspricht, ist der Heizkörper-Träger 49c im wesentlichen gasundurchlässig. Des weiteren dichtet er den unteren Teil des Behälters 13c im wesentlichen gasundurchlässig ab und schafft so ein abgetrenntes Volumen des Behälters 13c als Teilbereich, in welchem das Sublimationsgut 17c angeordnet ist. Der Bereich zwischen Sublimationsgut 17c und Heizkörper-Träger 49c kann hier nicht als Zwischenspeicher angesehen werden, da er dafür zu klein ist.
An dem Heizkörper-Träger 49c ist an der Unterseite eine Heizung 22c angeordnet, und zwar in Form eines sogenannten Rohrheizkörpers. Dieser erzeugt als Strahlungsheizkörper Strahlungswärme, welche das Sublimat 17c an der Oberseite erwärmt und zur Ausgasung führt. Der Rohrheizkörper kann beispielsweise gemäß der DE 10127223 A1 ausgebildet sein, auf welche ausdrückliche Bezug genommen wird.
Wie zu erkennen ist, ist die Heizung 22c fest an dem Heizkörper-Träger 49c angebracht. Eine elektrische Verbindung an das Relais 23c, welches mit der Steuerung 38c verbunden ist, sollte flexibel und längenausgleichend sein.
Hauptzweck der Anordnung gemäß 3 ist derjenige, dass bei Vergasen des Sublimats 17c dieses weniger wird. Die Federn 43c drücken dabei den Heizkörper-Träger 49c weiter nach unten, führen ihn also der entsprechenden vergasten Menge an Sublimat nach. So kann gewährleistet werden, dass der Abstand zwischen Sublimat 17c bzw. seiner Oberseite und der Heizung 22c ständig in etwa der gleiche ist. Des weiteren kann noch die vorbeschriebene Begrenzung des Behältervolumens im Bereich des Sublimats 17c erreicht werden.
Für die Steuerung 38c ist es von Vorteil, wenn der Abstand zwischen Heizung 22c und Sublimat 17c und somit die Gasausbeute pro einge setzter Energieeinheit stets in etwa gleich ist. So ist die Steuerung des Vorgangs der Gaserzeugung besser möglich.
Bei der weiteren Ausführung einer Vorrichtung 11d gemäß 4 ist der Behälter 13d mit einem Deckel 15d verschlossen. Der Gasauslass 19d sowie Gasleitung 20d und Sensor 37d entsprechen 3.
Der Boden 16d des Behälters 13d ist in der Ausführung nach 4 eine Quarzglasscheibe oder sonstige Scheibe, deren Oberseite geriffelt oder anderweitig strukturiert ist und hierzu mit einer Strukturierung 52d versehen ist. Dies weist den Vorteil auf, dass bei einer Beheizung durch die Dickschicht-Heizwiderstände 47d der Wärmeeintrag an das Sublimat 17d von unten erfolgt. Dort entstehendes Gas 25d kann durch die Strukturierung 52d zur Seite hin und somit aus dem Gasauslass 19d entweichen.
Der weitere Vorteil der Verwendung einer Glas- oder Quarzglasscheibe als Behälterboden 16d liegt darin, dass die Dickschicht-Heizwiderstände 47d so wie gezeigt direkt auf den Behälterboden von unten aufgebracht werden können. Zusätzliche isolierende Träger oder dergleichen wie bei 2 können entfallen. Der weitere Vorteil eines Bodens 16d oder einer Behälterwand aus Quarzglas, Glaskeramik oder dergleichen liegt darin, dass diese Materialien für Hitzestrahlung durchlässig sind. Somit ist es möglich, außerhalb eines solchen Bodens Strahlungsheizungen vorzusehen.
Ein weiterer Vorteil eines strukturierten Behälterbodens ist derjenige, dass dadurch neben einer Bildung von Gaskanälen ganz allgemein eine Versteifung des Bodens möglich ist. So kann dieser entweder dünner ausgeführt sein, was einen besseren Wärmeübergang bedeutet, oder er kann stabiler sein. Anstelle der dargestellten Strukturierung 52d mit Erhebungen können auch Ausnehmungen oder Löcher vorgesehen sein.
So kann auch hier durch Sublimation entstehendes Gas an der erwärmten Seite des Sublimats 17d entweichen.
Eine solche Ausführung zeigt 5. Dort ist in einer Abwandlung der Vorrichtung 11d aus 4 ein Strahlungsheizkörper 22e angeordnet. Dieser kann einerseits ein sogenannter Hellstrahler sein, also beispielsweise eine Halogenstrahler-Heizung, wie sie von Strahlungsheizkörpern unter Glaskeramik-Kochfeldern bekannt ist. Alternativ kann es ein zum Glühen gebrachter Heizdraht in beliebiger Form sein, welcher mechanisch stabil unter dem Behälter 13d angeordnet ist. Die Hitzestrahlung geht dabei von unten durch den Behälterboden 16e aus Quarzglas, Glaskeramik oder anderes durchlässiges Material in das Sublimationsgut 17e hinein. Vorteilhaft können unterhalb des Strahlungsheizkörpers 22e Reflektoren oder dergleichen vorgesehen sein, die die gesamte erzeugte Strahlungswärme nach oben leiten.
Bei der weiteren Ausführung einer Vorrichtung 11f gemäß 6 ist eine weitere Form einer Kontaktheizung dargestellt. Der Behälter 13f, in welchem das Sublimationsgut 17f angeordnet ist, weist einen Behälterboden 16f auf. Auf dem Behälterboden 16f liegt eine flexible bzw. weiche oder nachgiebige Dämmung 58f auf. Diese Dämmung 58f kann beispielsweise aus Mineralwolle oder Glaswolle oder dergleichen bestehen und in Mattenform vorliegen.
Auf der Dämmung 58f befindet sich die Heizung 45f. Die Heizung 45f ist dabei mehrlagig aufgebaut. Auf einer unteren Trägerlage 60f, welche elektrisch leitfähig ist, beispielsweise als Metallfolie, und mit dem Relais 23f verbunden ist, sind Heizelemente 64f angeordnet. Diese Heizelemente 64f können einzelne kleine Heizelemente sein. Hier bieten sich Keramik-Heizelemente in flacher Tablettenform an, beispielsweise auch mit PTC-Eigenschaften, wie zuvor beschrieben. Die Heizelemente 64f heizen, wenn sie von Strom in vertikaler Richtung durchflossen werden.
Auf den Heizelementen 64f liegt eine obere Trägerlage 62f auf, die im wesentlichen entsprechend der unteren Trägerlage 60f ausgebildet ist. Während die untere Trägerlage 60f mit dem Relais 23f verbunden ist, kann die obere Trägerlage 62f mit dem Behälter 13f direkt als Massenschluss verbunden sein. Somit stellen die unteren Trägerlage 60f und die obere Trägerlage 62f die elektrische Kontaktierung an die einzelnen Heizelemente 64f dar. Des weiteren dienen die Trägerlagen zur Befestigung der Heizelemente 64f und zum Zusammenhalten der Heizung 45f. Dabei können die Heizelemente 64f an den Trägerlagen festgeklebt sein oder dergleichen.
Der Vorteil dieser Ausbildung der Heizung 45f liegt darin, dass mittels der elastischen Dämmung 58f und der formveränderlichen Heizung 45f eine Anpassung an eine unregelmäßige Kontur oder Struktur der Unterseite des Sublimationsguts 17f stattfinden kann. Liegt das Sublimat 17f beispielsweise in Blockform vor mit rauer oder gewölbter Unterseite, so kann sich die insgesamt nachgiebige und anpassbare Heizung 45f an diese Wölbung oder Struktur anpassen. Je besser der Kontakt zwischen Heizung 45f und Sublimat 17f ist bei einer Kontaktwärmeübertragung, desto besser ist zum einen die Energieausbeute bei der Erzeugung von Gas und zum anderen die Ansprechzeit der Gaserzeugung an sich, wenn Gas benötigt wird zur Reinigung von Abgas.
Bei der weiteren Ausführung der Erfindung gemäß 7 weist die Vorrichtung 11g ähnlich wie diejenige aus 4 einen abnehmbaren Behälterdeckel 15g auf. Dieser weist an seiner Innenseite Federn 43g auf, die schematisch dargestellt sind und das Sublimationsgut 17g nach unten in den Behälter 13g drücken. Vorteilhaft ist hierzu eine Art Press-Stempel 42 nach 2 oder eines Heizkörper-Trägers 49 mit Presswirkung gemäß 3 vorgesehen. Auf dessen Darstellung wurde hier der Einfachheit halber verzichtet.
Der Boden 16g des Behälters 13g ist auf seiner Oberseite mit einer Strukturierung 52g versehen, welche beispielsweise mit Noppen ausgeführt sein kann. Auf dieser Strukturierung 52g liegt eine ferromagnetische Platte 54g auf. Sie ist flach und entspricht von der Größe her in etwa der Größe des Sublimats 17g.
Unterhalb des Behälterbodens 16g ist eine Induktionsspule 56g angeordnet. Derartige Induktionsspulen sind beispielsweise aus Kochfeldern mit Induktionsheizung bekannt. Die Induktionsspule 56g wird über eine Leistungssteuereinheit 23g, welche auf übliche Art und Weise ausgebildet sein kann, abhängig von Signalen der Steuerung angesteuert.
Die Induktionsspule 56g erzeugt im Betrieb ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches auf bekannte Art und Weise durch den Behälterboden 16g hindurch die ferromagnetische Platte 54g erwärmt. Hierzu sollte der Behälterboden 16g entsprechende Durchlasseigenschaften aufweisen, beispielsweise Kunststoff oder Glaskeramik sein. Die sich erwärmende ferromagnetische Platte 54g gibt ihre Wärme an das Sublimat 17g weiter, ähnlich wie die zuvor genannten Ausführungen von Heizungen.
Somit kann mit der Ausführung nach 7 vorteilhaft eine Einrichtung 11g geschaffen werden, mit welcher die Heizung zwar im wesentlichen außerhalb des Behälters 13g angeordnet sein kann. Die Wärmeübertragung bzw. die Energieankopplung jedoch erfolgt durch eine Behälterwandung hindurch. Ein weiterer großer Vorteil ist derjenige, dass die Ansprechzeiten von Induktionsheizungen sehr kurz sind. Dies bedeutet in der Praxis, dass die Verzögerungszeit zwischen Aktivieren der Heizeinrichtung und Erzeugen einer gewünschten Menge an Gas kürzer gehalten werden kann als bei Systemen, welche eine hohe Trägheit der Beheizung aufweisen.
Beim Vorsehen einer Induktionsbeheizung des Sublimats ist es möglich, ein Material für die ferromagnetische Platte 54f auszuwählen, das eine bestimmte Curie-Temperatur aufweist. Über diese hinaus ist eine Erwärmung nicht möglich. Ein ähnliches System ist in der DE 197 29 661 A1 beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Als Alternative zu der in 7 dargestellten Ausführung ist es auch vorstellbar, die ferromagnetische Platte 54g von oben gegen das Sublimat 17g zu drücken und die Induktionsspule ebenfalls im oberen Bereich vorzusehen. Dabei muss die Platte 54g nicht geschlossen sein, sondern kann ähnlich ausgebildet sein wie der Pressstempel 42 aus 2.
Des weiteren ist für eine Induktionsbeheizung zu beachten, dass die Induktionsspule 56g entstört und abgekapselt oder abgeschirmt sein sollte. Hierfür sollten auch RC-/LC-Glieder oder Filter vorgesehen sein, welche die Induktionsspule 56g gegen das Bordnetz beispielsweise eines Kfz trennen.
Des weiteren ist es möglich, das Sublimat 17g mit der ferromagnetischen Platte 54g zu einer baulichen Einheit zu verbinden, beispielsweise durch Pressen. So kann eine Art Nachfüll-Patrone oder dergleichen geschaffen werden.
Es ist möglich, den Behälter 13 zusätzlich zu dem Deckel 15 derart öffenbar auszugestalten, dass beispielsweise der Boden 16 abgenommen werden kann. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn der Boden 16 die Heizung trägt, welche innerhalb oder außerhalb des Behälters 13 angeordnet sein kann.
Die Verbindung des Behälters 13 zu dem lösbaren Boden 16 sollte leicht lösbar ausgebildet sein, beispielsweise mittels einer Klemmung, welche gelöst werden kann. Des weiteren sollte zwischen Behälterwand und Behälterboden 16 eine Dichtung vorgesehen sein, damit kein Gas unerwünscht entweichen kann. Diese Dichtung ist vorteilhaft in einer entsprechenden Ausnehmung, beispielsweise rinnenförmig, im Behälterboden 16 angeordnet.
Mit einem solchen abnehmbaren Boden 16 des Behälters 13 ist es möglich, bei einer schadhaften Heizung am Boden diese schnell und einfach auszutauschen. Des weiteren kann auch von unten her neues Sublimat 17 in den Behälter 13 eingebracht werden. Dies ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn zwischen Sublimat 17 und Behälteroberseite oder Behälterdeckel 15 Federn 43 oder dergleichen angeordnet sind.
Die weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 8 zeigt eine Abwandlung derjenigen aus 4. Die Baueinheit des Bodens für den gestrichelt dargestellten Behälter 13h ist mit der Quarzglasscheibe 16h abnehmbar ausgebildet. Die Oberseite der Quarzglasscheibe 16h ist wiederum mit einer Strukturierung 52h versehen, hier einer Noppung. Derartige Noppungen sind von Glaskeramikscheiben bekannt. Ausführungen hierzu sind bereits oben gemacht worden.
Die Quarzglasscheibe 16h sitzt auf einem Heizkörper-Träger 49h, der wiederum von einer Halteplatte 65h getragen wird. Der Heizkörper-Träger 49h trägt die Heizung 45h mit den Rohrheizkörpern 22h, die als Strahlungsheizung arbeiten. Er bildet gleichzeitig eine Wärmedämmung für die Heizung 45h. Ein solcher Rohrheizkörper 22h kann in dünner Form verwendet werden, wie er beispielsweise in der DE 10127223 A1 beschrieben ist, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Vorteilhaft sind auf dem Heizkörper-Träger 49h mehrere Rohrheizkörper 22h angeordnet, um die gewünschte Flächenbedeckung und Heizleistung zu erreichen. Die Rohrheizkörper 22h verlaufen durch die Wärme dämmung nach unten und enden in Steckverbindungen 66h als elektrische Anschlüsse.
Eine Befestigung der Rohrheizkörper 22h auf dem Heizkörper-Träger 49h kann in vielfältiger Weise erfolgen, abhängig von der genauen Ausbildung. Möglich ist ein Nageln odgl. mit übergreifenden Krampen bei einem weichen Trägermaterial, wie es beispielsweise für Strahlungsheizkörper unter Kochfeldern verwendet wird.
Funktion
Für die Funktion wird zum einen bezüglich des Vorgangs des Erzeugens des Gases 25 aus dem Sublimat 17 auf die eingangs genannten DE 197 20 209 C verwiesen. Besonders vorteilhaft wird hier Ammoniak als Gas 25 aus Ammoniumcarbamat als Sublimat 17 durch Erhitzen des Sublimats abgespaltet.
Abhängig von dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors wird ein unterschiedliches Motorsignal 40 an die Steuerung 38 gegeben. Es stammt beispielsweise von der Motorsteuerung. Die Steuerung 38 berechnet daraus den Bedarf an Gas 25 und steuert die Heizung 22 entsprechend über das Relais 23 oder eine entsprechende Leistungssteuereinrichtung. Des weiteren empfängt die Steuerung 38 Signale von dem Gassensor 36, der ein Drucksensor oder ein Durchflussmengen-Sensor sein kann. Fallen Druck oder Durchflussmenge zu stark ab, so wird ebenfalls die Heizung 25 aktiviert zur Erzeugung von mehr Gas 25. Werden Druck oder Durchflussmenge zu groß, so kann die Heizung 25 von der Steuerung 38 abgeschaltet werden.
Die Dickschicht-Heizwiderstände 47b können eine sogenannte PTC-Widerstandscharakteristik aufweisen, die einen Schutz vor Überhitzung bietet. Dies bedeutet, dass ab einer als kritisch angesehenen Tempera tur, beispielsweise kritisch entweder für das Sublimat 17 oder für die Heizung 45 selber, der elektrische Widerstand der Heizwiderstände derart ansteigt, dass ihre Heizleistung stark zurückgeht.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Gases (25) aus einem Sublimationsgut (17), insbesondere Ammoniak aus Ammoniumcarbamat, wobei mit dem Gas das Abgas einer Brennkraftmaschine in der Abgasanlage gereinigt wird, insbesondere von Stickoxiden, wobei die benötigte Menge an Gas von der erzeugten Abgasmenge abhängt, wobei das Sublimationsgut (17) in einem Behälter (13) angeordnet ist und eine Beheizung 22, 45) dem Behälter bzw. dem Sublimationsgut zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedarf an benötigtem (25) Gas an der Brennkraftmaschine oder der Abgasanlage abgefragt wird und genauso viel Gas erzeugt wird, wie benötigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an erzeugtem Gas (25) erfasst wird, insbesondere mittels eines Durchflussmengen-Sensors (36), und mit der Menge an benötigtem Gas verglichen wird, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich mehr oder weniger Gas erzeugt wird durch Steuerung der Beheizung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass keine Zwischenspeicherung von erzeugtem Gas (25) erfolgt, vorzugsweise auch nicht in dem Behälter (13) mit dem Sublimationsgut (17).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen oder die Größe des Behälters (13) verändert werden zur Verhinderung einer Zwischenspeicherung von erzeugtem Gas (25) darin, insbesondere in Abhängigkeit von der noch vorhandenen Menge an Sublimationsgut (17).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Volumens oder der Größe des Behälters (13) selbsttätig erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedarf an benötigtem (25) Gas an einer Motorsteuerung (40) der Brennkraftmaschine abgefragt wird, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Motorleistung und/oder Drehzahl.
Vorrichtung zur Erzeugung eines Gases (25) aus einem Sublimationsgut (17), insbesondere Ammoniak aus Ammoniumcarbamat, wobei das Sublimationsgut in einem Behälter (13) ist und eine Beheizung dem Behälter bzw. dem Sublimationsgut zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung eine in dem Inneren des Behälters angeordnete Heizung (22) aufweist.
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung (45) direkt an einer Behälterwand (16) außerhalb des Behälters (13) angeordnet ist mit Wirkung in den Behälter hinein.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Einbau in ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (22, 45) der Beheizung eine elektrische Widerstandsheizung ist, insbesondere mit einer PTC-Widerstandscharakteristik für einen selbsttätigen Schutz gegen Überhitzung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung einen Strahlungsheizkörper (22) aufweist, der vorzugsweise auf einer Wärmedämmung (49) gelagert ist, wobei insbesondere die Wärmedämmung einen mehrschichtigen Aufbau aufweist und/oder reflektierend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsheizkörper ein Hellstrahler ist, insbesondere mit einer Arbeitstemperatur über 2000°C, wobei er vorzugsweise eine Halogenlampe ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsheizkörper ein Rohrheizkörper (22) oder ein Heizkörper mit aufglühendem Widerstandsdraht ist, wobei er vorzugsweise eine Arbeitstemperatur ca. 1000°C aufweist und insbesondere ein Widerstandsdraht PTC-Eigenschaften aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsheizkörper ein Dickschichtheizwiderstand (47) ist, der auf einem strahlungsdurchlässigen Träger (16) befestigt ist, auf dessen anderer Seite das Sublimationsgut (17) ist, vorzugsweise darauf aufgebracht ist, wobei insbesondere der Träger glasartig ist, vorzugsweise Quarzglas.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 oder 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung wenigstens ein Dickschicht-Heizelement (47) aufweist, vorzugsweise auf einer keramischen Isolierung oder einem Keramik-Träger (46), wobei insbesondere das Dickschicht-Heizelement eine separate Baueinheit ist (45) und eine Behälterwand (16) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung (22, 45) mit einem Teil des Behälters (13), insbesondere einer Behälterwand (16), eine Baueinheit bildet, vorzugsweise eine unlösbare Baueinheit.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (13) gekapselt ist, vorzugsweise druckdicht, wobei insbesondere der Behälter öffenbar und verschließbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, gekennzeichnet durch einen Sensor (36) zur Erfassung der Menge an erzeugtem Gas oder des Gasdrucks, der mit dem Inneren des Behälters (13) verbunden ist oder im Inneren des Behälters angeordnet ist, wobei der Sensor vorzugsweise ein Durchfluss-Sensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (36) an einer Ableitung (19) des Gases (25) aus dem Behälter (13) vorgesehen ist, insbesondere von dem Gas durchströmt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, gekennzeichnet durch eine Steuerung (38) für die Vorrichtung (11), wobei vorzugsweise die Steuerung mit dem Sensor (36) nach Anspruch 15 verbunden ist und zur Auswertung der Information des Sensors und zum Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert ausgebildet ist, wobei die Steuerung (38) bei Unterschreiten des Sollwerts die Heizung (22, 45) einschaltet und bei Überschreiten des Sollwerts die Heizung ausschaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sublimationsgut (17) über eine Pressvorrich tung in Richtung einer Behälterwand (16) oder direkt gegen eine Behälterwand gepresst ist, vorzugsweise über eine Feder (43) und einen Press-Stempel (42), wobei insbesondere der Press-Stempel gasundurchlässig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Press-Stempel die Beheizung (22, 45) angeordnet ist zur Einhaltung eines kontinuierlichen Abstands zu dem Sublimationsgut, wobei insbesondere die Beheizung eine Strahlungsheizung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch einen Ventilator (30) im Inneren des Behälters (13) zur Umwälzung des Gases (25) darin, wobei vorzugsweise der Ventilator auf das Sublimationsgut (17) oder die Beheizung (22, 45) gerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (34) für den Ventilator (30) außerhalb des Behälters (13) vorgesehen ist, vorzugsweise mit einer magnetischen Kupplung (32) für ein Antreiben ohne Durchbruch durch die Behälterwände.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Sublimationsgut (17) in dem Behälter (13) Schüttgut oder ein Festkörper ist, insbesondere aus gepresstem Pulver oder als Monolith.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 25, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Erfassung eines Füllstands oder einer Vorratsmenge im Behälter (13), wobei vorzugsweise der Füllstands-Sensor mit einer Steuerung (38) nach Anspruch 17 verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälterwandung, an welcher das Sublimationsgut (17) anliegt, insbesondere der Behälterboden (16), eine Strukturierung (52) aufweist, insbesondere eine Riffelung oder Noppung, an welcher das Sublimationsgut anliegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Behälterwandung, insbesondere der Behälterboden (16), aus optisch durchlässigem Material besteht, insbesondere Hartglas, Quarzglas oder Glaskeramik, wobei vorzugsweise an der Behälterwandung eine Strahlungsheizung (22) zur Beheizung des dahinter befindlichen Sublimationsguts (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Sublimationsgut (17) auf der Beheizung (45) aufliegt, wobei vorzugsweise die Beheizung flexibel und formveränderlich ist und insbesondere auf einer flexiblen Unterlage, vorzugsweise einer Dämmung (58), liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung (45) aus mindestens zwei Lagen (60, 62) aus Folie mit zwischenliegenden Heizelementen (64) besteht, wobei vorzugsweise die Folie leitfähige Metallfolie ist und die Heizelemente kontaktiert, wobei die Lagen nach außen elektrisch kontaktiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (64) Widerstandsheizelemente sind, insbesondere keramisch sind, vorzugsweise mit PTC-Widerstandscharakteristik, wobei sie insbesondere flach sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung eine Induktionsheizung ist, wobei vorzugsweise eine Induktionsspule (56) außerhalb des Behälters (13) angeordnet ist und ein ferromagnetisches Teil (54) in dem Behälter angeordnet ist, insbesondere an dem Sublimationsgut (17) anliegend.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das ferromagnetische Teil (54) aus einem Material mit einer Curie-Temperatur über dem Temperatur-Bereich der Erwärmung des Sublimationsguts (17) ausgebildet ist, vorzugsweise 50°C bis 100°C darüber.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.