DE19514369C2 - Catalytic burner for liquid petrol - Google Patents

Catalytic burner for liquid petrol

Info

Publication number
DE19514369C2
DE19514369C2 DE19514369A DE19514369A DE19514369C2 DE 19514369 C2 DE19514369 C2 DE 19514369C2 DE 19514369 A DE19514369 A DE 19514369A DE 19514369 A DE19514369 A DE 19514369A DE 19514369 C2 DE19514369 C2 DE 19514369C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gasoline
catalyst
air
wall
catalytic converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19514369A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19514369A1 (en
Inventor
Lothar Griesser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19514369A priority Critical patent/DE19514369C2/en
Publication of DE19514369A1 publication Critical patent/DE19514369A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19514369C2 publication Critical patent/DE19514369C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2203Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/18Radiant burners using catalysis for flameless combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2006Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating
    • F01N3/2033Periodically heating or cooling catalytic reactors, e.g. at cold starting or overheating using a fuel burner or introducing fuel into exhaust duct
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441Vaporising devices incorporated with burners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268Constructional features
    • B60H2001/2271Heat exchangers, burners, ignition devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

Vorrichtungen, bei denen Benzin in einer Flamme verbrennt, werden beispielsweise in Fahrzeug-Standheizungen und zur Vorwärmung von Automobil-Abgaskatalysatoren eingesetzt. Die Flammenverbrennung weist mehrere Nachteile auf:
Devices in which gasoline burns in a flame are used, for example, in vehicle parking heaters and for preheating automotive exhaust gas catalysts. Flame burning has several disadvantages:

  • - Bei einer Unterbrechung der Benzinzufuhr, beispielsweise infolge von Gasblasen in der Zufuhrleitung, erlischt die Flamme.- If the fuel supply is interrupted, for example due to gas bubbles in the supply line, the extinguishes Flame.
  • - Die Flamme hat eine Temperatur von über 1'000°C. Dies kann zu Schäden in der von der Flamme bestrichenen Einrichtung führen.- The flame has a temperature of over 1,000 ° C. This can damage to the flame-streaked device to lead.

Brennstoffe können nicht nur in einer Flamme, sondern auch durch Reagieren an einem Katalysator verbrannt werden. Dies hat folgende Vorteile:
Fuels can be burned not only in a flame, but also by reacting on a catalyst. This has the following advantages:

  • - Auf dem Katalysator wird Brennstoff gespeichert. Nach einer kurzzeitigen Unterbrechung der Brennstoffzufuhr läuft die Reaktion auf dem Katalysator weiter.- Fuel is stored on the catalytic converter. After a short interruption of the fuel supply runs Reaction on the catalyst continues.
  • - Die katalytische Verbrennung kann bei relativ tiefen Temperaturen durchgeführt werden.- The catalytic combustion can be at relatively low Temperatures are carried out.

Deshalb wurden verschiedentlich katalytische Brenner entwickelt. In DE-OS 36 09 258 wird ein Heizkörper mit Katalysator für gasförmige Brennstoffe beschrieben. Wenn dieser mit flüssigem Benzin betrieben werden soll, muss das Benzin vorgängig verdampft werden, was den apparativen Aufwand erhöht. In DE-OS 37 16 187 wird eine Fahrzeugheizung beschrieben, bei der einem thermischen Reaktor ein Katalysator vorgeschaltet ist. Im Katalysator erfolgt eine Teilverbrennung des Benzins. In dieser Patentschrift wird angeführt, dass das Benzin durch Rückführung von Wärme aus dem thermischen Reaktor verdampft werden kann. Dies wird jedoch nicht weiter beschrieben oder gezeigt.For this reason, various catalytic burners have been developed. In DE-OS 36 09 258 a radiator with a catalyst for described gaseous fuels. If this with liquid If gasoline is to be operated, the gasoline must be in advance be evaporated, which increases the expenditure on equipment. In DE-OS 37 16 187 describes a vehicle heater in which one thermal reactor is connected upstream of a catalyst. in the Partial combustion of the gasoline takes place as a catalyst. In this Patent specification states that gasoline is recycled can be evaporated by heat from the thermal reactor. However, this is not further described or shown.

Eine weitere katalytische Brennervorrichtung wird in der Patentschrift US-P 4 927 353 beschrieben. Der Brennstoff und die gesamte Luftmenge werden in einer Mischkammer gemischt und über einen Katalysator geleitet. Danach wird das Gas durch einen Austrittsgasraum geleitet. Dieser ist von der Mischkammer durch eine Zwischenwand getrennt. Wärme strömt vom Austrittsgasraum durch die Zwischenwand an das Brennstoff-Luft-Gemisch in der Mischkammer, wodurch der Brennstoff verdampft. Da der Brennstoff in der Mischkammer mit Luft gemischt ist, muss nicht nur die Verdampfungswärme zugeführt werden, sondern das gesamte Brennstoff-Luft-Gemisch erwärmt werden. Hierfür ist die Zwischenwand mit einer relativ grossen Wärmeübertragungsfläche zu versehen. Dieser Brenner ist deshalb aufwendig und weist ein relativ grosses Bauvolumen auf. Dies ist ein Nachteil für die von uns vorgesehenen Anwendungen in Fahrzeugen.Another catalytic burner device is shown in the U.S. Patent No. 4,927,353. The fuel and the total air volume is mixed in a mixing chamber and over passed a catalyst. After that, the gas is passed through a  Exit gas space directed. This is through from the mixing chamber a partition separated. Heat flows from the outlet gas space through the partition to the fuel-air mixture in the Mixing chamber, which evaporates the fuel. Because the fuel is mixed with air in the mixing chamber, not only that Evaporation heat are supplied, but the whole Fuel-air mixture to be warmed. For this is the Partition wall with a relatively large heat transfer area to provide. This burner is therefore complex and has a relatively large construction volume. This is a disadvantage for that intended applications in vehicles.

In JP 60 36813 A wird ein katalytischer Brenner mit einem Heat Pipe beschrieben und gezeigt. Das Heat Pipe wird vom Katalysator durch Wärmestrahlung erwärmt. Die Wärme wird im Heat Pipe in eine Vorwärmkammer zurück geführt und dient dort der Vorwärmung der Verbrennungsluft, wobei möglicherweise auch der Brennstoff in der Vorwärmkammer verdampft wird. Heat Pipes benötigen beim Starten eine gewisse Zeit, bis sie ihre Funktion erfüllen. Dies ist ein Nachteil bei der Vorwärmung von Automobil- Abgaskatalysatoren. Ausserdem sind Heat Pipes aufwendig.JP 60 36813 A describes a catalytic burner with a heat Pipe described and shown. The heat pipe is the catalyst warmed by heat radiation. The heat is in the heat pipe a preheating chamber is returned and is used for preheating the combustion air, possibly also the fuel is evaporated in the preheating chamber. Heat pipes need the Start a certain time until they fulfill their function. This is a disadvantage when preheating automotive Catalytic converters. In addition, heat pipes are expensive.

In JP 60 53711 A wird ein katalytischer Brenner beschrieben und gezeigt, der in Strömungsrichtung gesehen unter anderem folgende Teile enthält: einen unten liegenden Verdampfungstopf, einen Mischzylinder aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, einen Wabenkörper-Katalysator. Die Verdampfung des Brennstoffes wird durch Wärmeleitung in der Wand des Mischzylinders vom Katalysator zurück in den Verdampfungstopf erreicht. Wärmestrahlung vom Katalysator an den Brennstoff im Verdampfungstopf kann nicht erfolgen, da diese beiden Teile durch eine Flammenrückschlagplatte und eine Injektionsplatte getrennt sind. Dieser Brenner benötigt beim Starten eine beträchtliche Zeitdauer bis der Mischzylinder erwärmt ist und genügend Wärme an den Verdampfungstopf leitet. Dies ist ein Nachteil bei der Vorwärmung von Automobil-Abgaskatalysatoren.JP 60 53711 A describes a catalytic burner and shown, the following seen in the flow direction, among others Parts contains: a bottom evaporation pot, one Mixing cylinder made of a material with high thermal conductivity, a honeycomb catalyst. Evaporation of fuel is caused by heat conduction in the wall of the mixing cylinder Catalyst reached back in the evaporation pot. Heat radiation from the catalyst to the fuel in the Evaporator pot cannot be done as these two parts through a flame check plate and an injection plate are separated. This burner needs one when starting considerable time until the mixing cylinder is heated and conducts enough heat to the evaporation pot. This is a Disadvantage when preheating automotive catalytic converters.

Ein weiterer Brenner für flüssige Brennstoffe mit einem Spaltgasgenerator aus Sintersteinen wird in DE-P 22 60 586 beschrieben. Beim Starten des Brenners benötigen die Sintersteine infolge ihres Gewichtes eine beträchtliche Zeitdauer, bis sie heiss sind. Dies ist ein Nachteil bei der Vorwärmung von Automobil-Abgaskatalysatoren.Another burner for liquid fuels with one Fission gas generator made of sintered stones is described in DE-P 22 60 586  described. When starting the burner you need Sintered stones are considerable due to their weight Time until they are hot. This is a disadvantage at Preheating of automotive catalytic converters.

Eine Kraftstoff-Vergasung wird in H. Bünger, "Die heterogen katalysierte Spaltung verschiedener Kohlenwasserstoffe durch partielle Verbrennung", Dissertation TH Darmstadt, 1982, auf S. 1 bis 4 beschrieben. Der Kraftstoff wird in flüssiger Form auf einen Katalysator aufgegeben. Das Volumen von flüssigem Kraftstoff ist jedoch relativ klein im Vergleich zur gleichen Stoffmenge im Dampfzustand. Deshalb wird nur ein kleiner Teil der Katalysatoroberfläche vom Kraftstoff beaufschlagt, was die Wirkung des Katalysators reduziert. Ausserdem werden Katalysatoren durch in flüssiger Form aufgebrachte Brennstoffe rasch zerstört. Der in dieser Dissertation beschriebene katalytische Vergaser ist somit für die von uns vorgesehenen Anwendungen nicht geeignet.Fuel gasification is described in H. Bünger, "The heterogeneous catalyzed cleavage of various hydrocarbons partial combustion ", dissertation TH Darmstadt, 1982, on p. 1 to 4 described. The fuel is in liquid form abandoned a catalyst. The volume of liquid However, fuel is relatively small compared to the same Quantity of substance in the vapor state. Therefore, only a small part the catalyst surface is acted upon by the fuel, which the Effect of the catalyst reduced. Also be Catalysts from fuels applied in liquid form quickly destroyed. The one described in this dissertation Catalytic carburetor is therefore for the ones we provided Applications not suitable.

In Abb. 1 dieser Dissertation wird ein Vergaser gezeigt, bei dem mit Hilfe eines Wärmetauschers vor dem Katalysator das Motorabgas für die Vergasung des Kraftstoffes genutzt wird. Der Wärmetauscher ist erst wirksam, wann das Abgas heiss ist, was erst einige Zeit nach dem Start des Verbrennungsmotors der Fall ist. Für die Vorwärmung von Automobil-Abgaskatalysatoren kann dieser Vergaser somit nicht eingesetzt werden. Fig. 1 of this dissertation shows a carburettor in which the engine exhaust gas is used to gasify the fuel with the help of a heat exchanger in front of the catalytic converter. The heat exchanger is only effective when the exhaust gas is hot, which is only the case some time after the internal combustion engine has started. This carburettor cannot be used for preheating automotive exhaust gas catalysts.

Unserer Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannten katalytischen Vorrichtungen so weiterzubilden,
Our invention is based on the object of developing the known catalytic devices in such a way that

  • - dass sie ein kleines Bauvolumen aufweisen und damit günstig in einem Fahrzeug angeordnet werden können,- That they have a small construction volume and therefore cheap can be arranged in a vehicle
  • - dass Benzin mit katalytisch erzeugter Wärme verdampft wird, bevor es auf den Katalysator auftrifft,- that gasoline is vaporized with catalytically generated heat, before it hits the catalyst
  • - und dass die erforderliche Leistung rasch erreicht wird.- and that the required performance is achieved quickly.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Bei der Vorrichtung gemäss Anspruch 1 ist eine Wand senkrecht oder nach unten geneigt angeordnet. Im oberen Teil befindet sich eine auf die Wand gerichtete Benzin-Düse. Darunter ist ein Katalysator angeordnet. Zunächst wird der Katalysator auf seine Anspringtemperatur erwärmt. Dann wird die Benzinzufuhr gestartet und das Benzin auf die Wand gesprüht. Es läuft auf der Wand nach unten und verdampft. Der Benzindampf vermischt sich mit der zugeführten Luft. Das Benzindampf-Luft-Gemisch reagiert am Katalysator, wobei Wärme entsteht. Diese wird durch direkte Wärmestrahlung an die Wand übertragen. Auf diese Weise erhält die Wand die erforderliche Wärme für die Verdampfung des weiter zugeführten Benzins.In the device according to claim 1, a wall is vertical or arranged inclined downwards. In the upper part is  a gasoline nozzle directed at the wall. Below is one Catalyst arranged. First, the catalyst is on its Starting temperature warmed. Then the gasoline supply is started and sprayed the gasoline on the wall. It runs on the wall down and evaporated. The gasoline vapor mixes with the supplied air. The gasoline vapor-air mixture reacts on Catalyst, where heat is generated. This is done by direct Transfer heat radiation to the wall. That way gets the wall needs the heat necessary for the evaporation of the further supplied gasoline.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below with reference to the Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch denjenigen Teil des katalytischen Brenners, in dem die Verdampfung des Benzins erfolgt. Fig. 1 shows a longitudinal section through that part of the catalytic burner in which the vaporization of the gasoline takes place.

Fig. 2 eine Variante von Fig. 1. FIG. 2 shows a variant of FIG. 1.

Fig. 3 einen Querschnitt durch Fig. 2 Fig. 3 shows a cross section through FIG. 2

Fig. 4 eine Fahrzeug-Standheizung mit einem katalytischen Benzinbrenner Fig. 4 shows a vehicle heater with a catalytic gasoline burner

Fig. 5 eine Automobil-Abgaskatalysator-Vorwärmung mit Hilfe des katalytischen Benzinbrenners. Fig. 5 is an automotive exhaust gas catalyst preheating using the catalytic gasoline burner.

Fig. 6 einen Verdampfer für Benzin vor der Einspeisung in einen Verbrennungsmotor. Fig. 6 shows an evaporator for gasoline before being fed into an internal combustion engine.

Gemäss Fig. 1 ist ein Rohr 1 senkrecht angeordnet. Das Benzin wird anstelle der üblichen Vermischung mit der Verbrennungsluft auf die Wand des Rohres 1 gesprüht durch die Düse 4. Es läuft auf der Wand als Flüssigkeitsfilm nach unten. Die Luft wird durch den Einlass 3 zugeführt. Verdampftes Benzin und Luft reagieren am Katalysator 2, wobei Wärme freigesetzt wird. Diese wird durch direkte Wärmestrahlung vom Katalysator 2 an den Flüssigkeitsfilm auf der Wand übertragen, wodurch die Verdampfung der Flüssigkeit bewirkt wird. Die in US-P 4 927 353 beschriebene Zwischenwand zwischen einer Mischkammer und einer Austrittsgaskammer und das in JP 60 36813 beschriebene Heat Pipe zur Vorwärmung der Verbrennungsluft entfallen in unserer Erfindung. Bekanntlich werden Katalysatoren durch in flüssiger Form aufgebrachte Brennstoffe rasch zerstört. In unserer Erfindung kommt der Katalysator 2 nicht mit flüssigem Benzin in Kontakt, sodass seine lange Lebensdauer gewährleistet ist.According to FIG. 1, a pipe 1 is arranged vertically. Instead of the usual mixing with the combustion air, the gasoline is sprayed onto the wall of the pipe 1 through the nozzle 4 . It runs down the wall as a liquid film. The air is supplied through the inlet 3 . Vaporized gasoline and air react on catalyst 2 , releasing heat. This is transferred by direct heat radiation from the catalyst 2 to the liquid film on the wall, which causes the liquid to evaporate. The intermediate wall between a mixing chamber and an outlet gas chamber described in US Pat. No. 4,927,353 and the heat pipe for preheating the combustion air described in JP 60 36813 are omitted in our invention. It is known that catalysts are quickly destroyed by fuels applied in liquid form. In our invention, the catalyst 2 does not come into contact with liquid petrol, so that its long life is guaranteed.

Anstelle der üblichen keramischen Wabenkörper wird in unserer Erfindung eine Metallfolie als Grundträger für den Katalysator 2 verwendet. Dies bietet den Vorteil des kleineren Gewichtes gegenüber einem Wabenkörper. Der Katalysator 2 kann deshalb rasch und mit wenig Energieaufwand auf seine Anspringtemperatur erwärmt werden.Instead of the usual ceramic honeycomb body, a metal foil is used as a base support for the catalyst 2 in our invention. This offers the advantage of being lighter in weight than a honeycomb body. The catalyst 2 can therefore be heated quickly and with little energy to its light-off temperature.

Zum Starten der Vorrichtung wird die elektrische Vorheizung 5 eingeschaltet und der Katalysator 2 auf seine Anspringtemperatur erwärmt. Danach werden Benzin- und Luftzufuhr gestartet. Ein kleiner Teil des Benzins verdampft durch die Wirkung der Vorheizung 5. Der Benzindampf vermischt sich mit der zugeführten Luft und reagiert am Katalysator 2. Durch die Reaktionswärme wird die Verdampfung des weiter auf die Wand des Rohres 1 aufgegebenen Benzins bewirkt. Die elektrische Vorheizung 5 kann deshalb nach dem Einsetzen der Reaktion am Katalysator 2 abgestellt werden.To start the device, the electrical preheater 5 is switched on and the catalytic converter 2 is heated to its light-off temperature. Then gasoline and air supply are started. A small part of the gasoline evaporates due to the effect of the preheater 5 . The gasoline vapor mixes with the supplied air and reacts on catalyst 2 . The heat of reaction causes the evaporation of the gasoline which is further added to the wall of tube 1 . The electrical preheater 5 can therefore be switched off after the onset of the reaction on the catalyst 2 .

Das Funktionieren der Vorrichtung gemäss Fig. 1 ist auch gewährleistet, wenn sich das Rohr 1 nicht in senkrechter Lage befindet, siehe Fig. 2. Diese Lage ergibt sich, wenn ein Fahrzeug, in dem die Vorrichtung eingebaut ist, auf einer unebenen Fläche abgestellt wird. Es kann auch wegen der engen Platzverhältnisse im Motorraum erforderlich sein, die Vorrichtung nicht senkrecht anzuordnen. Bei dieser Lage bildet sich kein Flüssigkeitsfilm über den ganzen Umfang des Rohres, sondern eine Flüssigkeitsströmung 41 auf der Sohle des Rohres 1, siehe Fig. 3. Ein Teil des inneren Umfangs des Rohres 1 bleibt trocken. Die Wärmestrahlung vom Katalysator 2 erfolgt zum Teil direkt an die Flüssigkeit, zum anderen Teil an den trockenen Bereich des Rohres. Vom trockenen Teil des Rohres wird die Wärme durch Wärmeleitung in der Rohrwand in Umfangsrichtung an die Flüssigkeit übertragen, sodass auch bei nicht senkrechter Lage des Rohres 1 das zugeführte Benzin verdampft.The functioning of the device according to FIG. 1 is also ensured when the pipe 1 is not in a vertical position, see FIG. 2. This position results when a vehicle in which the device is installed is parked on an uneven surface . It may also be necessary due to the limited space in the engine compartment not to arrange the device vertically. In this position, no liquid film forms over the entire circumference of the tube, but rather a liquid flow 41 on the base of the tube 1 , see FIG. 3. Part of the inner circumference of the tube 1 remains dry. The heat radiation from the catalyst 2 takes place partly directly on the liquid, partly on the dry area of the tube. From the dry part of the pipe, the heat is transferred to the liquid in the circumferential direction by heat conduction in the pipe wall, so that the gasoline supplied evaporates even when the pipe 1 is not in a vertical position.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung von Fig. 1 in einem katalytischen Brenner zur Fahrzeug-Standheizung. Die Luft wird durch ein Gebläse 6 eingebracht. Nach dem Katalysator 2 befindet sich ein zweiter Katalysator 9 mit erheblich grösserem Querschnitt als derjenige von Katalysator 2. Nach dem zweiten Katalysator 9 ist ein berippter Wärmetauscher 10 angeordnet. Die zu erwärmende Flüssigkeit strömt in einer Tasche 11 des Wärmetauschers. Der zweite Katalysator 9 und der Wärmetauscher 10 überlappen sich teilweise, wodurch der zweite Katalysator 9 an seinem Ende gekühlt. Dadurch wird die Überhitzung des Katalysators verhindert. FIG. 4 shows the device from FIG. 1 in a catalytic burner for vehicle auxiliary heating. The air is introduced by a fan 6 . After the catalyst 2 there is a second catalyst 9 with a considerably larger cross section than that of catalyst 2 . A finned heat exchanger 10 is arranged after the second catalytic converter 9 . The liquid to be heated flows in a pocket 11 of the heat exchanger. The second catalyst 9 and the heat exchanger 10 partially overlap, whereby the second catalyst 9 cools at its end. This prevents the catalyst from overheating.

Durch das Rohr 1 darf nicht die ganze Luftmenge eingeführt werden, da sich dadurch das Rohr 1 und der Katalysator 2 zu stark abkühlen würden. Deshalb wird der Luftstrom durch das Rohr 1 mit einer Blende 8 begrenzt. Der überwiegende Teil der Luft strömt durch die Umgehungsleitung 7 direkt zum Katalysator 9. Hier erfolgt die nahezu vollständige Verbrennung des Benzins. Die vom Gebläse 6 gelieferte Luftmenge wird so bemessen, dass das aus dem Katalysator 9 austretende Gas eine Temperatur von circa 700°C hat. Dies wird bei der dreifachen stöchiometrischen Luftmenge erreicht.The entire amount of air must not be introduced through the pipe 1 , since the pipe 1 and the catalyst 2 would cool down too much. Therefore, the air flow through the tube 1 is limited by an orifice 8 . The majority of the air flows through the bypass line 7 directly to the catalytic converter 9 . The gasoline is almost completely burned here. The amount of air supplied by the blower 6 is dimensioned such that the gas emerging from the catalytic converter 9 has a temperature of approximately 700 ° C. This is achieved with three times the stoichiometric amount of air.

Fig. 5 zeigt den katalytischen Brenner von Fig. 4 als Automobil- Abgaskatalysator-Vorwärmung. Bekanntlich sind Abgaskatalysatoren erst wirksam, wenn sie ihre Anspringtemperatur erreicht haben. Zur raschen Erwärmung des Abgaskatalysators auf diese Temperatur wird das aus dem Katalysator 9 austretende Gas mit einer Temperatur von cirka 700°C direkt dem Abgaskatalysator 21 zugeführt. Nach einem bekannten Verfahren wird der Abgaskatalysator durch einen Flammenbrenner mit einer Gastemperatur von über 1'000°C vorgewärmt. Dabei kann eine thermische Schädigung des Abgaskatalysators auftreten, was bei unserer Erfindung infolge der tieferen Temperatur ausgeschlossen ist. FIG. 5 shows the catalytic burner of FIG. 4 as an automobile exhaust gas catalyst preheating. It is known that catalytic converters are only effective when they have reached their light-off temperature. For rapid heating of the exhaust gas catalytic converter to this temperature, the gas emerging from the catalytic converter 9 is fed directly to the exhaust gas catalytic converter 21 at a temperature of approximately 700 ° C. According to a known method, the catalytic converter is preheated by a flame burner with a gas temperature of over 1,000 ° C. This can cause thermal damage to the catalytic converter, which is excluded in our invention due to the lower temperature.

In Fig. 6 wird die Vorrichtung von Fig. 1 zur Verdampfung von Benzin vor der Zufuhr zu einem Verbrennungsmotor eingesetzt. Bekannt ist die Verwendung von Benzin in flüssiger Form, ohne vorgängige Verdampfung, für den Antrieb von Verbrennungsmotoren. Beim Kaltstart eines Motors wird das flüssige Benzin im Überschuss zugeführt, um die Zündung an der Motor-Zündkerze zu erreichen. Dies führt zu hohen Emissionen. Wenn das Benzin vor der Zufuhr zum Verbrennungsmotor verdampft wird, ist kein Überschuss beim Kaltstart erforderlich und die Emissionen sind kleiner. Diesem Zweck dient die in Fig. 6 gezeigte Verdampfung.In FIG. 6, the device of FIG. 1 is used to vaporize gasoline before it is fed to an internal combustion engine. It is known to use gasoline in liquid form, without previous evaporation, for driving internal combustion engines. When an engine is cold started, the liquid petrol is supplied in excess in order to achieve ignition on the engine spark plug. This leads to high emissions. If the gasoline is vaporized before being fed to the internal combustion engine, no excess is required during the cold start and the emissions are lower. The evaporation shown in FIG. 6 serves this purpose.

Der Verbrennungsmotor 30 ist in bekannter Art mit einem Vergaser oder einer Benzineinspritzung 31, einem Ansaugrohr 32 und Leitungen zu den einzelnen Zylindern versehen. Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 ist am Ansaugrohr 32 angeschlossen. Die Inbetriebnahme beim Kaltstart des Verbrennungsmotors geschieht wie folgt: Zunächst wird die Vorrichtung wie bei Fig. 1 beschrieben gestartet. Die Benzinmenge durch Düse 4 wird so eingestellt, dass bei der Ansaugluftmenge des startenden Verbrennungsmotors kein Benzinüberschuss vorhanden ist. Dann wird der Verbrennungsmotor 30 gestartet. Dem Vergaser oder der Benzineinspritzung 31 wird noch kein Benzin zugeführt. Die Luftzufuhr zum Verbrennungsmotor 30 erfolgt durch den Vergaser oder die Benzineinspritzung 31 und den Lufteinlass 3 der Vorrichtung. Die Luftmenge durch den Lufteinlass 3 wird durch eine Blende 8 begrenzt. Das verdampfte Benzin gelangt durch das Ansaugrohr 32 in den Verbrennungsmotor 30. Nach Erreichen der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors 30 wird der Benzin- Verdampfer durch (in Fig. 2 nicht gezeigte) Ventile abgesperrt und die Benzinzufuhr zum Vergaser oder der Benzineinspritzung 31 gestartet.The internal combustion engine 30 is provided in a known manner with a carburetor or a gasoline injection 31 , an intake pipe 32 and lines to the individual cylinders. The apparatus according to FIG. 1 is connected to the intake pipe 32nd Commissioning when the internal combustion engine is cold started is as follows: First, the device is started as described in FIG. 1. The amount of gasoline through nozzle 4 is set so that there is no excess gasoline in the intake air amount of the starting internal combustion engine. Then the engine 30 is started. No gasoline is supplied to the carburetor or the gasoline injection 31 . The air supply to the internal combustion engine 30 takes place through the carburetor or the gasoline injection 31 and the air inlet 3 of the device. The amount of air through the air inlet 3 is limited by an aperture 8 . The vaporized gasoline enters the internal combustion engine 30 through the intake pipe 32 . After the operating temperature of the internal combustion engine 30 has been reached , the gasoline evaporator is shut off by valves (not shown in FIG. 2) and the gasoline supply to the carburetor or the gasoline injection 31 is started.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur katalytischen Verbrennung von flüssigem Benzin mit einem senkrechten oder nach unten geneigten Rohr (1), einem Katalysator (2) und einer Benzin-Düse (4),
dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) auf die Wand des Rohres (1) gerichtet ist,
und dass der Katalysator (2) unter der Düse (4) und in einem Abstand von der Wand des Rohres (1) angeordnet ist,
sodass das Benzin nach Auftreffen auf der Wand nach unten fliesst und verdampftes Benzin mit zugeführter Luft unter Wärmefreisetzung am Katalysator reagiert, wobei die Wand durch direkte Wärmestrahlung vom Katalysator erwärmt wird, wodurch die Verdampfung des Benzins bewirkt wird.
1. Device for the catalytic combustion of liquid gasoline with a vertical or downwardly inclined pipe ( 1 ), a catalyst ( 2 ) and a gasoline nozzle ( 4 ),
characterized in that the nozzle ( 4 ) is directed towards the wall of the tube ( 1 ),
and that the catalyst ( 2 ) is arranged under the nozzle ( 4 ) and at a distance from the wall of the tube ( 1 ),
so that the gasoline flows downward when it hits the wall and evaporated gasoline reacts with supplied air to release heat from the catalytic converter, the wall being heated by direct heat radiation from the catalytic converter, which causes the gasoline to evaporate.
2. Vorrichtung zur Fahrzeug-Standheizung mit einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Katalysator (9) mit erheblich grösserem Querschnitt als derjenige von Katalysator (2) vorhanden ist, und dass die Luftmenge, die durch das Rohr (1) geht, durch eine Blende (8) auf höchstens 20% der gesamten Luftmenge begrenzt wird, während die übrige Luft durch eine Umgehungsleitung (7) direkt zum zweiten Katalysator (9) geführt wird.2. Device for vehicle auxiliary heating with a device according to claim 1, characterized in that a second catalytic converter ( 9 ) with a considerably larger cross-section than that of the catalytic converter ( 2 ) is present, and that the amount of air flowing through the pipe ( 1 ) is limited by a screen ( 8 ) to a maximum of 20% of the total amount of air, while the remaining air is led through a bypass line ( 7 ) directly to the second catalyst ( 9 ).
DE19514369A 1994-06-29 1995-04-18 Catalytic burner for liquid petrol Expired - Fee Related DE19514369C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19514369A DE19514369C2 (en) 1994-06-29 1995-04-18 Catalytic burner for liquid petrol

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4422759 1994-06-29
DE19514369A DE19514369C2 (en) 1994-06-29 1995-04-18 Catalytic burner for liquid petrol

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19514369A1 DE19514369A1 (en) 1996-01-04
DE19514369C2 true DE19514369C2 (en) 2001-05-31

Family

ID=6521816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19514369A Expired - Fee Related DE19514369C2 (en) 1994-06-29 1995-04-18 Catalytic burner for liquid petrol

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19514369C2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042479C2 (en) * 2000-08-29 2002-10-02 Aral Ag & Co Kg Device and method for the catalytic oxidation of fuels
DE10347509B4 (en) * 2003-10-13 2006-08-10 Webasto Ag Heater with a spray nozzle
EP1643094B1 (en) 2004-10-01 2009-06-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Exhaust system for an internal combustion engine and corresponding operating method
SE531133C2 (en) 2005-07-05 2008-12-23 Zemission Ab Catalytic burner and control procedure
DE102013200016A1 (en) 2013-01-02 2014-07-03 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Catalytic burner, in particular for vehicle heating

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609258A1 (en) * 1985-03-19 1986-09-25 Louis Alix Mailand/Milano Vezzoli RADIATOR WITH CATALYST
DE3716187A1 (en) * 1986-05-14 1987-11-19 Volvo Ab HEATING DEVICE FOR HEATING LIMITED SPACES, IN PARTICULAR HEATING DEVICE FOR HEATING THE PASSENGER ROOMS OF A SELF-MOVING VEHICLE AND THE LIKE
US4927353A (en) * 1988-06-06 1990-05-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalytic combustion device
DE4104165A1 (en) * 1990-03-09 1991-09-12 Volkswagen Ag Catalyser for reducing pollutants in exhaust gases - is heated by exhaust gas which has passed through pre-catalyser
JPH0636813A (en) * 1992-05-18 1994-02-10 Matsushita Electric Works Ltd Terminal device
JPH0653711A (en) * 1992-07-28 1994-02-25 Fukushima Nippon Denki Kk Waveguide line
DE69102810T2 (en) * 1990-04-17 1994-11-24 Texas Instruments Holland Injection internal combustion engine with electrical spark ignition.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3609258A1 (en) * 1985-03-19 1986-09-25 Louis Alix Mailand/Milano Vezzoli RADIATOR WITH CATALYST
DE3716187A1 (en) * 1986-05-14 1987-11-19 Volvo Ab HEATING DEVICE FOR HEATING LIMITED SPACES, IN PARTICULAR HEATING DEVICE FOR HEATING THE PASSENGER ROOMS OF A SELF-MOVING VEHICLE AND THE LIKE
US4927353A (en) * 1988-06-06 1990-05-22 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Catalytic combustion device
DE4104165A1 (en) * 1990-03-09 1991-09-12 Volkswagen Ag Catalyser for reducing pollutants in exhaust gases - is heated by exhaust gas which has passed through pre-catalyser
DE69102810T2 (en) * 1990-04-17 1994-11-24 Texas Instruments Holland Injection internal combustion engine with electrical spark ignition.
JPH0636813A (en) * 1992-05-18 1994-02-10 Matsushita Electric Works Ltd Terminal device
JPH0653711A (en) * 1992-07-28 1994-02-25 Fukushima Nippon Denki Kk Waveguide line

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BÜNGER, H.: Die heterogen katalysierte Spaltung verschiedener Kohlenwasserstoffe durch partielle Verbrennung. Dissertation TH Darmstadt, 1982 *
Patents Abstracts of Japan M 162, 8. Okt. 1982, Vol. 6/NO 199, 57-104014 (A) *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19514369A1 (en) 1996-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3722093A1 (en) BURNER
DE2614673C3 (en) Starting device for a gap gas generator
DE3713460C2 (en)
DE2912519C2 (en) Burners for liquid fuel and combustion air
CH615262A5 (en)
DE2557137A1 (en) COMBUSTION ENGINE
DE10120027A1 (en) Heating with combustion
DE102008026477A1 (en) Exhaust after-treatment system for a self-igniting internal combustion engine
DE3716187C2 (en) Heater for heating limited spaces
DE19514369C2 (en) Catalytic burner for liquid petrol
DE102006060669B4 (en) Catalytic evaporation of liquid fuels
DE4317554A1 (en) Water heater
DE102018127168B3 (en) vehicle heater
DE4444071C2 (en) Catalytic reactor for the vaporization of gasoline
DE3337601A1 (en) HEATER, ESPECIALLY VEHICLE HEATER
DE2123360C3 (en) Device for preheating the KUhI and / or lubricant and simultaneous preheating of the fuel-air mixture generated in a carburetor for a motor vehicle internal combustion engine
DE2323919A1 (en) METHOD OF OPERATING OVEN WITH CARBON FUELS
DE10005376A1 (en) Combustion heater for using in a motor vehicle is fitted in a vehicle to heat passenger areas or to assist an engine with a cold start by warming, vaporizing and transferring liquid fuel to an ignition chamber
DE2723685A1 (en) Cracked gas generator for catalytic fuel gasification - with atomised fuel sprays on porous plate upstream of catalyst package
DE19650973A1 (en) Burner for liquid fuel
DE102006019061B4 (en) Evaporator assembly for generating fuel vapor
EP0906545B1 (en) Surface-combustion liquid-fuel burner and method of combustion
EP0789188A2 (en) Catalytic burner
RU213379U1 (en) Evaporative type burner
DE4242091C2 (en) Device for starting the regeneration burner of a particle filter system at low temperatures

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee