EP1651343A1 - Dosiereinrichtung - Google Patents
DosiereinrichtungInfo
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- EP1651343A1 EP1651343A1 EP03762416A EP03762416A EP1651343A1 EP 1651343 A1 EP1651343 A1 EP 1651343A1 EP 03762416 A EP03762416 A EP 03762416A EP 03762416 A EP03762416 A EP 03762416A EP 1651343 A1 EP1651343 A1 EP 1651343A1
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- EP
- European Patent Office
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- dosing device
- metering
- insulating body
- transport line
- fuel
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- B01J4/002—Nozzle-type elements
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- B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Definitions
- the invention is based on a metering device according to the preamble of the main claim.
- devices for reforming fuels are known from US Pat. No. 3,971,847.
- the fuel is metered in from metering devices, which are relatively far away from the reformer, via long feed lines into a temperature-controlled material flow and distributed into the material flow via a metering opening at the end of the supply line, which flows to the location of the actual reforming process.
- a disadvantage of the devices known from the abovementioned publication is, in particular, that the long feed lines lead to delays and inaccuracies in the metering of fuel, particularly in the case of strong load changes or warm start phases. If, for example, after a stop phase while the fuel evaporates from the supply line due to the temperature, the fuel metering is resumed, there is a delayed metering of fuel into the temperature-controlled material flow and the reforming process due to the dead space volume in the supply line which has to be replenished first. The same problem arises with a particularly low load.
- long supply lines stand in the way of a compact design, increase the susceptibility to errors and assembly on and off. J advantages of the invention
- the metering device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the thermal decoupling of the metering device from the transport line transporting the temperature-controlled material flow significantly reduces the length of the supply line between metering device and metering opening and thus the dead space volume located therein.
- the significantly reduced dead space volume improves in particular the warm start behavior, the start behavior after. prolonged standstill and the low load behavior of the dosing device or the reformer clearly.
- Transport line can be attached and so a compact, reliable and inexpensive construction of the reformer is possible.
- the metering devices do not have to meet increased requirements with regard to temperature resistance and temperature behavior, and it is thus possible to use fuel injection valves which are already known, have been tried and tested and have been used many times.
- a fuel injection valve is advantageously used as the metering device, as is known, for example, from reciprocating piston machines with internal combustion.
- the use of such valves has several advantages. They allow particularly precise control or regulation of the fuel metering, the metering being able to be controlled via several parameters, such as, for example, duty cycle, cycle frequency and, if necessary, stroke length.
- the dependence on the pump pressure is far less pronounced than in metering devices that have the cross-section of the line Control the volume flow of the fuel and the dosing range is significantly larger.
- said fuel injectors are well-proven, inexpensive components which are known in their behavior and are chemically stable and reliable with respect to the fuels used, this being particularly true for so-called low-pressure fuel injectors which can be used here due to the thermal decoupling.
- the insulating body consists of a ceramic material, since ceramic materials are particularly heat-resistant and conduct heat poorly. If the insulator consists of several parts, for example ' . its assembly, in particular its disassembly, much easier. If the insulating body encircles the transport line in an annular manner, it creates a positive connection to the transport line.
- the insulating body is gripped by a clip, in particular a ring clip, and by
- Insulating body advantageously with a non-ceramic, in particular a metallic jacket part at least partially surrounded positively, so that other components can be non-positively connected to the insulating body.
- Jacket part it is possible to arrange the jacket part thermally insulated from the bracket and fastener.
- the metering device according to the invention can also be advantageously further developed by connecting the holding web to the receptacle, which receives the fuel injector, via a releasable joint, for example a screw connection.
- a releasable joint for example a screw connection.
- the fuel introduced is distributed particularly evenly.
- a particularly good and fine distribution of the fuel can also be achieved by a plurality of metering orifices, in particular a plurality of metering orifices with different hole diameters, which can also be directed radially to the direction of flow of the tempered material flow.
- a particularly advantageous distribution of the fuel is also achieved by introducing fuel against the direction of flow of the tempered material flow.
- the transport line advantageously has a cross-sectional constriction in its axial course.
- the fuel can mix with the material flow much better, and because of the better heat transfer to the fuel, it can be evaporated much faster.
- the feed line can be designed with means, for example heat plumes, to improve the heat absorption. These are advantageously attached to the feed line by durable, stable, heat-resistant and good heat-transferring joining methods, for example by welding or soldering.
- the metering tube advantageously has a number of points with reduced wall thickness, which are the
- Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a metering device according to the invention.
- FIG. 1 An exemplary embodiment of a metering device 1 according to the invention shown in FIG. 1 is designed in the form of a metering device 1 for the use of low-pressure fuel injection valves.
- the metering device 1 is particularly suitable for the entry and atomization of fuel into a chemical reformer (not shown) for the production of hydrogen.
- the metering device 1 consists of a holding device 13, a metering device 2, which in this embodiment is in the form of a
- Low-pressure fuel injection valve is designed, a tubular transport line 10 transporting a tempered material flow and a feed line 12 which opens into a metering opening 7 at one end located in the transport line 10.
- the holding device 13 consists essentially of a receptacle 3, which serves to receive the outlet-side part of the metering device 2 and is fixed thereon by a fixing element 14 in the form of a simple clip, and a holding web 4 for connecting and spacing the receptacle 3 and the metering device 2 on / from a jacket part 5, which one the transport line 10 encircles the insulating body 6 in a ring shape.
- a clip 8 which also runs in a ring around the transport line 10 near the jacket part 5, fixes the insulating body 6 or its individual parts (in the exemplary embodiment two half-shells) around the transport line 10.
- the clip 8 is fastened by means of fastening elements 9, which in this exemplary embodiment are designed as screws and which press on lateral extensions of the bracket 8 and thus clamp the insulating body 6.
- the receptacle 3 accommodates the outlet-side part of the metering device 2 with a precise fit with a recess facing away from the transport line 10. Due to the fit and the use of a seal (not shown) in the region (not shown) of the outlet opening of the metering device 2 (not shown), the outlet opening is hermetically sealed to the feed line 12 which extends through the side of the receptacle 3 facing the transport line 10.
- stable joining connections between metering device 2 and receptacle 3 can be dispensed with, since a low-pressure fuel injection valve is used, which is generally subjected to fuel pressures of only up to approximately 10 bar. There is therefore no need to transmit large forces when sealing, for example through massive screw connections. All pressurized components can thus be dimensioned less strongly and manufactured more cost-effectively.
- Two holding webs are attached on opposite sides to the lower area of the receptacle 3 facing the transport line 10 laterally by means of screws 15 penetrating through the holding webs 4 and engaging in the internal thread of the receptacle 3.
- non-metallic washers for example, can be used here between retaining web 4 and receptacle 3.
- the retaining webs 4 continue from there to the jacket part 5 and are there by a welded connection fixed to the jacket part 5, the holding webs 4 being shaped in this area in such a way that they follow the shape of the jacket part 5 and thus a larger connecting area between the holding webs 4 and the jacket part 5 is achieved.
- the feed line 12, coming from the receptacle 3, runs between the two holding webs 4, at right angles to the transport line 10, through a lateral recess in the jacket part 5 that extends longitudinally to the transport line 10, through the insulating body 6 and the wall of the transport line 10 up to the one in the latter Embodiment to an outlet opening 11 of the transport line 10 directed metering opening 7, wherein the metering opening 7 can also be designed as a nozzle.
- the metering opening 7 introduces the fuel into a material flow, for example between 400 ° C. and 600 ° C., which consists, for example, of a mixture of air and water vapor.
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Abstract
Eine Dosiereinrichtung (1) für Kraftstoffe, insbesondere zum Eintrag in einen chemischen Reformer zur Gewinnung von Wasserstoff, weist eine Zumeßeinrichtung (2) zum Zumessen von Kraftstoff in eine Zuführungsleitung (12) auf, die an zumindest einer Dosieröffnung (7) in eine einen temperierten Stoffstrom transportierende Transportleitung (10) ausmündet. Eine Haltevorrichtung (13) zur Aufnahme der Zumeßeinrichtung (2) weist einen Isolierkörper (6) auf, welcher die Zumeßeinrichtung (2) von der den temperierten Stoffstrom transportierenden Transportleitung (10) thermisch isoliert.
Description
Dosiereinrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Dosiereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Bei brennstoffzellengestützten Transportsystemen kommen zur Gewinnung des benötigten Wasserstoffs aus kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoffen sog. chemische Reformer zum Einsatz.
Alle vom Reformer zum Reaktionsablauf benötigten Stoffe wie z.B. Luft, Wasser und Kraftstoff werden idealerweise dem Reformer in gasförmigem Zustand zugeführt. Da aber die Kraftstoffe, wie z.B. Methanol oder Benzin, und Wasser an Bord des TransportSystems vorzugsweise in flüssiger Form vorliegen, müssen sie erst, kurz bevor sie dem Reformer zugeführt werden, erhitzt werden, um sie zu verdampfen. Dies erfordert einen Vorverdampfer, der in der Lage ist, die entsprechenden Mengen an gasförmigem Kraftstoff und Wasserdampf zur Verfügung zu stellen, wobei meist die Abwärme des Reformers zur Verdampfung benutzt wird.
Da der Wasserstoff zumeist sofort verbraucht wird, müssen die chemischen Reformer in der Lage sein, die Produktion von Wasserstoff verzögerungsfrei, z.B. bei Lastwechseln oder
Startphasen, an die Nachfrage anzupassen. Insbesondere in der Kaltstartphase müssen zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden, da der Reformer keine Abwärme bereitstellt. Konventionelle Verdampfer sind nicht in der Lage die entsprechenden Mengen an gasförmigen Reäktanden verzögerungsfrei zu erzeugen.
Es ist daher sinnvoll den Kraftstoff durch eine Zerstäubungseinrichtung in feinverteilter Form in den Reformer einzubringen, wobei, bei ausreichendem Wärmeangebot, der Verdampfungsprozeß durch die hohe Oberfläche des feinverteilten Kraftstoffs verbessert wird.
Beispielsweise sind aus der US 3,971,847 Vorrichtungen zur Reformierung von Kraftstoffen bekannt. Der Kraftstoff wird hierin von vom Reformer relativ weit entfernten Zumeßeinrichtungen über lange Zuführungsleitungen in einen temperierten Stoffstrom zugemessen und über eine Dosieröffnung am Ende der Zuführungsleitung in den Stoffström verteilt, welcher zum Ort des eigentlichen Reformierprozesses strömt .
Nachteilig bei den aus der obengenannten Druckschrift bekannten Vorrichtungen ist insbesondere, daß die langen Zuführungsleitungen zu Verzögerungen und Ungenauigkeiten im Zumessen von Kraftstoff führen, insbesondere bei starken Lastwechseln oder Warmstartphasen. Wird beispielsweise nach einer Stopphase, während der Kraftstoff durch die Temperatureinwirkung aus der Zuführungsleitung verdampft, die Kraftstoffzumessung wieder aufgenommen, so kommt es zu verzögerter Eindosierung von Kraftstoff in den temperierten Stoffstrom und zum Reformierungsprozeß durch das zunächst wieder aufzufüllende Totraumvolumen in der Zuführungsleitun . Das gleiche Problem ergibt sich bei besonders geringer Last. Im Weiteren stehen lange Zuführungsleitungen einer kompakten Bauweise • entgegen, erhöhen die Fehleranfälligkeit und den Montageauf and.
J Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil , daß durch die thermische Entkopplung der Zumeßeinrichtung von der den temperierten Stoffstrom transportierenden Transportleitung die Länge der Zuführungsleitung zwischen Zumeßeinrichtung und Dosieröffnung und damit das in ihr befindliche Totraumvolumen deutlich reduziert ist. Durch das deutlich reduzierte Totraumvolumen verbessert sich insbesondere das Warmstartverhalten, das Startverhalten nach . längerem Stillstand und das Niedriglastverhalten der Dosiereinrichtung bzw. des Reformers deutlich.
Vorteilhaft ist außerdem, daß die Zumeßeinrichtung nahe der den temperierten Stoff strom transportierenden
Transportleitung angebracht werden kann und so eine kompakte , zuverlässige und kostengünstige Bauweise des Reformers möglich ist . Darüber hinaus müssen die Zumeßeinrichtungen keinen erhöhten Anforderung hinsichtlich Temperaturbelastbarkeit und Temperaturverhalten genügen und es können somit bereits bekannte , vielfach bewährte und verwendete Brennstoff einsprit zventile eingesetzt werden .
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen der im Hauptanspruch angegebenen Dosiereinrichtung möglich.
Vorteilhafterweise wird als Zumeßeinrichtung ein Brennstoffeinspritzventil eingesetzt, wie es z.B. aus Hubkolbenmaschinen mit innerer Verbrennung bekannt ist. Der Einsatz solcher Ventile hat mehrere Vorteile. So lassen sie eine besonders genaue Steuerung bzw. Regelung der Kraftstoffzumessung zu, wobei die Zumessung über mehrere Parameter, wie z.B. Tastverhältnis, Taktfrequenz und ggf. Hublänge, gesteuert werden kann. Dabei ist die Abhängigkeit vom Pumpendruck weit weniger ausgeprägt als bei Zumeßeinrichtungen, die über den Leitungsguerschnitt den
Volumenstrom des Kraftstoffs regeln und der Dosierbereich ist deutlich größer. Darüber hinaus sind besagte Brennstoffeinspritzventile vielfach bewährte, in ihrem Verhalten bekannte, kostengünstige, gegenüber den verwendeten Kraftstoffen chemisch stabile und zuverlässige Bauteile, wobei dies im besonderen für sog. Niederdruckbrennstoffeinspritzventile zutrifft, die aufgrund der thermischen Entkopplung hier einsetzbar sind.
Von Vorteil ist außerdem, daß der Isolierkörper aus einem keramischen Material besteht, da keramische Werkstoffe besonders hitzebeständig sind und Wärme schlecht leiten. Besteht der Isolierkörper überdies aus mehreren Teilen, so wird z.B'. seine Montage, insbesondere seine Demontage, wesentlich erleichtert. Umfaßt der Isolierkörper die Transportleitung ringförmig, so wird durch ihn eine formschlüssige Verbindung zur Transportleitung hergestellt.
Vorteilhafterweise wird der Isolierkörper durch eine Klammer, insbesondere einer Ringklammer, gefaßt und durch
Befestigungselemente befestigt. Da keramische Materialien in der Regel schlecht zu bearbeiten und spröde sind, wird der
Isolierkörper vorteilhafterweise mit einem nichtkeramischen, insbesondere einem metallischen Mantelteil wenigstens teilweise formschlüssig umgeben, um so andere Bauteile mit dem Isolierkörper kraftschlüssig verbinden zu können. Durch die Fassung des Isolierkörpers mit einer Klammer und die wenigstens teilweise Umfassung des Isolierkörpers durch das
Mantelteil ist es möglich das Mantelteil wärmeisoliert von Klammer und Befestigungselement anzuordnen.
Vorteilhaft weitergebildet kann die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung außerdem werden, indem der Haltesteg mit der Aufnahme, die das Brennstoffeinspritzventil aufnimmt, über eine lösbare Fügeverbindung beispielsweise eine Schraubverbindung verbunden wird. Dies hat einen positiven Einfluß auf die Montageeigenschaften und läßt überdies leicht zu, die Aufnahme gegen den Haltesteg zusätzlich gegen Wärme zu isolieren, beispielsweise durch nichtmetallische
Unterlegscheiben. Durch eine flache Ausbildung der Haltestege wird bei guter mechanischer Stabilität ein verkleinerter wärmeleitender Querschnitt erzielt.
Wird die Dosieröffnung in etwa in der radialen Mitte der Transportleitung positioniert, so wird der eingebrachte Kraftstoff besonders gleichmäßig verteilt . Eine_ besonders gute und feine Verteilung des Kraftstoffes kann auch durch mehrere Dosieröffnungen, insbesondere mehrere Dosieröffnungen mit unterschiedlichen Lochdurchmessern, erreicht werden, wobei diese auch radial zur Strömungsrichtung des temperierte Stoffstromes gerichtet sein können. Auch durch die Einbringung von Kraftstoff entgegen der Strömungsrichtung des temperierten Stoffstromes wird eine besonders vorteilhafte Verteilung des Kraftstoffs erzielt .
Vorteilhafterweise weist die Transportleitung in ihrem axialen Verlauf eine Querschnittsverengung auf. Dadurch kann sich der Kraftstoff mit dem Stoffstrom deutlich besser vermischen und durch den dadurch besseren Wärmeübergang auf den Kraftstoff kann er deutlich schneller verdampft werden.
Zur besseren Wärmeaufnahme aus dem Reformer kann die Zuführungsleitung mit Mitteln, beispielsweise Wärmefahnen, zur Verbesserung der Wärmeabsorption ausgestaltet werden. Vorteilhafterweise werden diese durch haltbare, stabile, hitzebeständige und gut wärmeübertragende Fügeverfahren an der Zuführungsleitung angebracht, beispielsweise durch Schweißen oder Löten.
Das Dosierrohr weist vorteilhafterweise eine Anzahl wandstärkereduzierter Stellen auf, die die
Wärmeleitfähigkeit der Rohres herabsetzten, bzw. auch als Kühlkörper dienen können.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigt :
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung 1 ist in der Form einer Dosiereinrichtung 1 für die Verwendung von Niederdruckbrennstoffeinspritzventilen ausgeführt. Die Dosiereinrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Eintrag und zur Zerstäubung von Kraftstoff in einen nicht dargestellten chemischen Reformer zur Gewinnung von Wasserstoff.
Die Dosiereinrichtung 1 besteht aus einer Haltevorrichtung 13, einer Zumeßeinrichtung 2, welche in diesem Ausführungsbeispiel in Form eines
Niederdruckbrennstoffeinspritzventils ausgeführt ist, einer einen temperierten Stoffström transportierende rohrförmige Transportleitung 10 und einer Zuführungsleitung 12, die an einem in der Transportleitung 10 liegenden Ende in eine Dosieröffnung 7 mündet.
Die Haltevorrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einer Aufnahme 3, welche zur Aufnahme des auslaßseitigen Teils der Zumeßeinrichtung 2 dient und an dieser durch ein Fixierelement 14 in Form einer einfachen Klammer fixiert ist, und einem Haltesteg 4 zur Verbindung und Beabstandung der Aufnahme 3 und der Zumeßeinrichtung 2 an/von einem Mantelteil 5, welches einen die Transportleitung 10
ringförmig umfassenden Isolierkörper 6 ringförmig umschließt. Eine nahe neben dem Mantelteil 5 ebenfalls ringförmig um die Transportleitung 10 verlaufende Klammer 8 fixiert die Isolierkörper 6, bzw. seine Einzelteile (im Ausführungsbeispiel zwei Halbschalen) , um die Transportleitung 10. Die Klammer 8 ist dabei mittels Befestigungselementen 9 befestigt, die in diesem Ausführungsbeispiel als Schrauben ausgeführt sind und welche auf seitliche Erweiterungen der Klammer 8 drücken und somit die Isolierkörper 6 klemmen.
Die Aufnahme 3 nimmt mit einer der Transportleitung 10 abgewandten Ausnehmung den auslaßseitigen Teil der Zumeßeinrichtung 2 paßgenau auf. Durch die Passung und den Einsatz einer nicht dargestellten Dichtung im nicht dargestellten Bereich der nicht dargestellten Auslaßöffnung der Zumeßeinrichtung 2 wird die Auslaßöffnung dabei hermetisch dicht mit der Zuführungsleitung 12 verbunden, welche die der Transportleitung 10 zugewandten Seite der Aufnahme 3 durchgreift. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann auf stabile FügeVerbindungen zwischen Zumeßeinrichtung 2 und Aufnahme 3 verzichtet werden, da ein Niederdruckbrennstoffeinspritzventil verwendet wird, welches in der Regel mit Kraftstof fdrücken von lediglich bis zu ca. 10 bar beaufschlagt wird. Es müssen somit keine- großen Kräfte bei der Abdichtung übertragen werden, beispielweise durch massive Schraubverbindungen. Alle druckbeaufschlagten Bauteile können so weniger stark bemessen werden und kostengünstiger hergestellt werden.
Zwei Haltestege sind an sich gegenüberliegenden Seiten an dem der Transportleitung 10 zugewandten unteren Bereich der Aufnahme 3 seitlich mittels durch die Haltestege 4 durchgreifenden und in Innengewinde der Aufnahme 3 eingreifenden Schrauben 15 befestigt. Zur thermischen Isolierung können hier zwischen Haltesteg 4 und Aufnahme 3 beispielsweise nichtmetallische Unterlegscheiben eingesetzt werden. Die Haltestege 4 setzten sich von dort aus bis zum Mantelteil 5 fort und sind dort durch eine Schweißverbindung
am Mantelteil 5 fixiert, wobei in diesem Bereich die Haltestege 4 so geformt sind, daß sie der Form des Mantelteils 5 folgen und so eine größere Verbindungsflache zwischen Haltestegen 4 und Mantelteil 5 erzielt wird.
Die Zuführungsleitung 12 verläuft von der Aufnahme 3 kommend, zwischen den beiden Haltestegen 4, rechtwinklig zur Transportleitung 10, durch eine im Mantelteil 5 länglich zur Transportleitung 10 verlaufende seitliche Aussparung, durch den Isolierkörper 6 und die Wandung der Transportleitung 10 hindurch bis zu der in diesem Ausführungsbeispiel zu einer Austrittsöffnung 11 der Transportleitung 10 gerichteten Dosieröffnung 7, wobei die Dosieröffnung 7 auch als Düse ausgebildet sein kann. Die Dosieröffnung 7 bringt den Kraftstoff in einen beispielsweise zwischen 400°C und 600°C temperierten Stoffstrom ein, der beispielsweise aus einem Gemisch von Luft und Wasserdampf besteht.
Claims
1. Dosiereinrichtung (1) für flüssige Kraftstoffe, insbesondere zum Eintrag in einen chemischen Reformer zur Gewinnung von Wasserstoff, mit zumindest einer Zumeßeinrichtung (2) zum Zumessen von Kraftstoff in eine Zuführungsleitung (12), die an zumindest einer Dosieröffnung (7) in einen temperierten Stoffström ausmündet, gekennzeichnet durch., eine Haltevorrichtung (13) zur Aufnahme der Zumeßeinrichtung
(2), die einen Isolierkörper (6) aufweist, welcher die
Zumeßeinrichtung (2) von einem den temperierten Stoffström enthaltenen Element thermisch isoliert.
2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinrichtung (2) ein Brennstoffeinspritzventil ist.
3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffeinspritzventil ein Niederdruckbrennstoffeinspritzventil ist, welches mit Brennbzw. Kraftstoffdrücken von bis zu 10 bar arbeitet.
4. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (6) aus einem keramischen Material besteht .
5. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (6) aus mehreren Teilen besteht.
6. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den temperierten Stoffstrom enthaltene Element eine rohrförmige Transportleitung (10) ist.
7. Dosiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (6) die Transportleitung (10) ringförmig umfaßt .
8. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (6) durch eine Klammer (8) gefaßt ist.
9. Dosiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (8) eine Ringklammer ist.
10. Dosiereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (8) durch ein oder mehrere Befestigungselemente (9) am Isolierkörper (6) befestigt ist.
11. Dosiereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantelteil (5) den Isolierkörper (6) mit einem Luftspalt wenigstens teilweise umgibt.
12. Dosiereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (5) aus einem nichtkeramischen Material besteht, insbesondere aus Metall.
13. Dosiereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelteil (5) weder Klammer (8) noch den Isolierkörper (6) berührt.
14. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahme (3) über zumindest einen Haltesteg (4) an dem Mantelteil (5) befestigt ist.
15. Dosiereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltesteg (4) über eine lösbare Fügeverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung mit der Aufnahme (3) verbunden ist.
16. Dosiereinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltesteg (4) durch eine Fügeverbindung, insbesondere durch Löten oder Schweißen, an dem Mantelteil (5) angebracht ist.
17. Dosiereinrichtung nach Anspruch 14, 15 oder IS, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Haltesteg (4) flach ausgebildet ist.
18. Dosiereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosieröffnung (7) in etwa an der queraxialen Mitte der Transportleitung (10) ausmündet.
19. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dosieröffnungen (7) vorgesehen sind, die unterschiedliche Lochdurchmesser aufweisen.
20. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosieröffnung (7) gegen den temperierten Stoffström gerichtet ist .
21. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosieröffnung (7) radial zur Richtung des temperierten StoffStroms gerichtet ist.
22. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportleitung (10) im axialen Verlauf eine Querschnittsverengung aufweist .
23. Dosiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungsleitung (12) Mittel zur Verbesserung der Wärmeabsorption aufweist.
24. Dosiereinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verbesserung der Wärmeabsorption Wärmefahnen sind.
25. Dosiereinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmefahnen durch Löten oder Schweißen an der Zuführungsleitung (12) befestigt sind.
26. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 18 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosierrohr zum axialen Verlauf der Transportleitung (10) rechtwinklig verläuft.
27. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (12) in ihrem axialen Verlauf zumindest eine wandstärkereduzierte Stelle oder einen wandstärkereduzierten Bereich aufweist.
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US5484577A (en) * | 1994-05-27 | 1996-01-16 | Ballard Power System Inc. | Catalytic hydrocarbon reformer with enhanced internal heat transfer mechanism |
NL1003980C2 (nl) * | 1996-09-06 | 1998-03-13 | Vialle Beheer B V | Inspuitinrichting. |
US6045772A (en) * | 1998-08-19 | 2000-04-04 | International Fuel Cells, Llc | Method and apparatus for injecting a liquid hydrocarbon fuel into a fuel cell power plant reformer |
DE19937444C1 (de) | 1999-08-07 | 2001-01-18 | Winkelmann & Pannhoff Gmbh | Vorrichtung zur Verteilung von Kraftstoff für Kraftstoffeinspritzanlagen von Verbrennungsmotoren |
DE19951585C2 (de) * | 1999-10-27 | 2002-04-11 | Daimler Chrysler Ag | Reaktoranlage zur katalytischen Brennstoffumsetzung mit Wasser und Sauerstoff |
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DE10002414A1 (de) * | 2000-01-21 | 2001-08-09 | Festo Ag & Co | Additivzerstäubungsvorrichtung |
AUPQ588500A0 (en) * | 2000-02-28 | 2000-03-23 | Orbital Engine Company (Australia) Proprietary Limited | Combined fuel injection and ignition means |
US6872379B2 (en) * | 2001-08-15 | 2005-03-29 | Sulzer Hexis Ag | Method for the reformation of fuels, in particular heating oil |
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