EP2930425B1 - Katalytischer Brenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung - Google Patents

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EP2930425B1
EP2930425B1 EP15154583.7A EP15154583A EP2930425B1 EP 2930425 B1 EP2930425 B1 EP 2930425B1 EP 15154583 A EP15154583 A EP 15154583A EP 2930425 B1 EP2930425 B1 EP 2930425B1
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EP
European Patent Office
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fuel
arrangement
combustion
flow
combustion air
Prior art date
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Active
Application number
EP15154583.7A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2930425A1 (de
Inventor
Günter Eberspach
Dr. Klaus Beetz
Wolfgang Pfister
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.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to PL15154583T priority Critical patent/PL2930425T3/pl
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D3/00Burners using capillary action
    • F23D3/40Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/06Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material in which non-catalytic combustion takes place in addition to catalytic combustion, e.g. downstream of a catalytic element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D5/00Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12Details
    • F23D5/123Inserts promoting evaporation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D5/00Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12Details
    • F23D5/126Catalytic elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/21Burners specially adapted for a particular use
    • F23D2900/21002Burners specially adapted for a particular use for use in car heating systems

Definitions

  • the present invention relates to a catalytic burner according to the preamble of claim 1.
  • fuel-powered heaters are used to provide heat as auxiliary heaters or auxiliary heaters.
  • a mixture of fuel and combustion air is ignited and burned.
  • the resulting heat is transferred to a heat transfer medium, for example the air to be introduced in a vehicle interior or the coolant circulating in an engine coolant circuit.
  • catalytic burners In order to meet the increasingly stringent requirements for pollutant emissions, especially in a startup phase of combustion, it is known to use catalytic burners. In these, the combustion of fuel and combustion air is achieved by a process catalytically supported on the surface of catalytic material.
  • a catalytic burner according to the preamble of claim 1 is known from the document DE 199 50 894 A1 known.
  • Another catalytic burner is from the WO 2007/003649 A1 known.
  • the fuel supplied in droplet form through a fuel supply line is introduced into a pot-shaped evaporator. This is open opposite to the flow direction of the combustion air supplied to the combustion air for combustion. Due to the combustion air flowing into the cup-like evaporator, a turbulence arises in the interior of this pot-like evaporator, which leads to the mixing of the combustion air with the fuel which accumulates therein.
  • That so formed mixture of combustion air and fuel exits over an edge region of a peripheral wall of the pot-like evaporator from this and then passes on to a combustion chamber in which a catalyst arrangement with a plurality of successive in the flow direction and can be flowed through by the fuel / combustion air mixture catalyst units for combustion of this fuel / Combustion air mixture is provided.
  • a catalytic burner as defined in claim 1 in particular for vehicle heating, for the catalytically assisted combustion of a fuel / combustion air mixture comprising a mixing chamber, a combustion air supply arrangement for supplying combustion air to the mixing space, a fuel supply arrangement for supplying fuel to the mixing space, downstream of the mixing space a catalyst arrangement with at least one of the fuel / combustion air mixture can flow through the catalyst unit.
  • the Brennstoffzu semiconductoran extract comprises a liquid fuel from a fuel supply line receiving and fuel vapor in the mixing chamber donating porous evaporator assembly.
  • at least one catalyst unit comprises a lattice-type support with catalyst material on its surface.
  • Providing a porous evaporator arrangement ensures efficient mixing of fuel and combustion air, since the fuel, which is generally supplied in liquid form, is accommodated in the porous evaporator arrangement, distributed therein by capillary action, possibly also assisted by the influence of gravity, and at the comparatively large surface thereof porous evaporator assembly is discharged into the mixing chamber.
  • This fuel vapor may mix with the combustion air in the mixing chamber and, if appropriate, downstream of the following spatial region.
  • the risk that larger liquid fuel accumulations arise or fuel in droplet form is carried in the combustion air, thereby substantially completely excluded.
  • the provision of at least one catalyst unit with a lattice-type support and catalyst material on its surface can also improve the catalytically assisted combustion process.
  • a catalyst unit designed in this way it is possible to provide the latticed support in a spatial configuration adapted to the structural conditions in the catalytic burner, possibly to deform it, on the one hand to improve the flow characteristics, and on the other hand to provide the catalytically assisted combustion surface such catalyst unit can be increased.
  • a burner housing with a circumferential wall bounds a combustion chamber containing at least one catalyst unit and that at least a part of the porous evaporator arrangement is provided on the peripheral wall of the burner housing.
  • a part of the porous evaporator arrangement can also be provided on a bottom wall of the burner housing.
  • the peripheral wall and optionally the bottom wall of the burner housing at the same time also assume the functionality as a carrier for at least part of the porous evaporator arrangement.
  • a burner housing bounded by a peripheral wall at least one catalyst unit containing combustion chamber, wherein on a bottom wall of the burner housing an approach with a Circumferential wall and an offset to the bottom wall of the burner housing in the direction of a longitudinal axis arranged bottom wall is provided, wherein at least a portion of the porous evaporator assembly is supported on the peripheral wall and / or the bottom wall of the neck.
  • the inner volume region of the approach as a mixing chamber or at least a portion of the mixing chamber, it is proposed that in the peripheral wall of the approach at least one leading to the combustion chamber flow opening is provided and that at least a portion of the porous evaporator assembly on the peripheral wall and / or the bottom wall the approach is provided on a side facing away from the combustion chamber side.
  • the passage of fuel and combustion air from the mixing chamber to a downstream region, in which the catalyst assembly is arranged, can be ensured that at least one flow opening is provided in a region of the peripheral wall of the neck near the bottom wall of the approach and / or in that at least one through-flow opening is provided in a region of the circumferential wall of the neck close to the bottom wall of the burner housing.
  • a non-inventively constructed catalytic burner can be provided that at least a portion of the porous evaporator assembly is provided on one of the peripheral wall of the burner housing side facing the peripheral wall of the neck and that in the peripheral wall of the burner housing in the axial extension region of the neck at least one for Mixing space leading throughflow opening is provided.
  • a volume area between the peripheral wall of the burner housing and the peripheral wall of the neck is used as a mixing chamber. The resulting mixture of fuel and combustion air can then be conveyed in the direction downstream of the catalyst arrangement.
  • a space formed between the peripheral wall of the burner housing and the peripheral wall of the projection is at least partially bounded by a catalyst unit at its end region remote from the bottom wall of the burner housing.
  • this catalyst unit essentially limits the mixing space and thus ensures that a first stage of the catalytically assisted combustion can take place directly at the outlet of the fuel / combustion air mixture from the mixing space.
  • At least one flow aperture with at least one through-flow opening is provided on the peripheral wall of the burner housing and that at least one Preferably, each flow-through opening is covered by a catalyst unit.
  • the efficiency of the catalytically assisted combustion can be further increased in this non-inventive embodiment in that an axially formed between the approach and a flow diaphragm space is divided by a catalyst unit in a radially outer space area and a radially inner space area.
  • the porous evaporator assembly is provided on a side facing away from the combustion chamber outside of the bottom wall and that in the peripheral wall of the burner housing, preferably in an area near the bottom wall, at least one leading to the combustion chamber flow opening is provided.
  • the porous evaporator assembly is provided on a side facing away from the combustion chamber outside of the bottom wall and that in the peripheral wall of the burner housing, preferably in an area near the bottom wall, at least one leading to the combustion chamber flow opening is provided.
  • the catalytically assisted combustion can be carried out particularly efficiently if at least one, preferably each flow-through opening is covered by a catalyst unit.
  • the catalyst unit may be provided on an inner side of the peripheral wall of the burner housing facing the combustion chamber, so that large parts of the surface of the catalyst unit face the combustion chamber and become catalytic supported response can be used.
  • the porous evaporator arrangement is provided on a combustion chamber facing the inside of the bottom wall of the burner housing and that in the peripheral wall of the burner housing, preferably in a region near the bottom wall, at least one leading to the mixing chamber flow opening is provided ,
  • a region of the volume enclosed by the circumferential wall and the bottom wall of the burner housing near the bottom wall of the burner housing forms the mixing space or part of the mixing space, which supports a compact construction.
  • the porous evaporator arrangement which is substantially pot-shaped or cup-shaped and has a peripheral wall area and a bottom wall area, is supported on the circumferential wall. Due to the configuration of the porous evaporator arrangement with pot-like or dish-like configuration, the volume which can be used for distributing the initially liquid-supplied fuel and also the surface which can be used for fuel evaporation is increased. This also supports the efficient mixing of the fuel vapor emitted over a comparatively large surface area with the combustion air flowing around this surface.
  • a catalyst unit be arranged on the porous evaporator arrangement.
  • the catalyst unit comprises catalyst material applied to the building material of the porous evaporator arrangement.
  • the Porous material of the evaporator arrangement thus forms the carrier for catalyst material, so that it is possible to dispense with an additional carrier here.
  • An efficient support of the combustion by the catalytic reaction can be achieved by providing at least one flow aperture with at least one flow opening on the peripheral wall of the burner housing and at least one, preferably each flow opening being covered by a catalyst unit.
  • At least one catalyst unit be formed in the direction upstream or downstream, preferably convex, conical or cylindrical.
  • Particularly suitable for this purpose is the construction of a respective catalyst unit with a grid-like support, which can then be deformed to obtain the installation form of the catalyst unit. This deformation can take place before or after the application of catalyst material to the lattice-type support not constructed from catalyst material.
  • a lattice-type support constructed entirely of catalyst material could also be brought into the built-in form by deformation.
  • Such a grid-like carrier constructed entirely of catalyst material also has catalyst material on its surface for the purposes of the present invention.
  • the porous evaporator assembly is associated with an electrically energizable heater.
  • a catalytic burner employable as a heater or heater in a vehicle is generally indicated at 10.
  • the catalytic burner 10 comprises a burner housing 12 elongated in the direction of a longitudinal axis L with a substantially cylindrical peripheral wall 14 and a bottom wall 16.
  • a projection 18 is provided in a central area, which has a circumferential wall 20 which is also substantially cylindrical, for example and a in the direction of the longitudinal axis L to the bottom wall 16 of the burner housing 12 offset bottom wall 22 includes.
  • a mixing space generally designated 24 is provided inside the neck 18.
  • a porous evaporator assembly 28 is provided or supported.
  • This porous evaporator arrangement 28 comprises a disk-like evaporator element 30 constructed of porous material.
  • the evaporator element 30 may be constructed, for example, of nonwoven or braided material, foamed ceramic, metal foam or the like.
  • a fuel supply line extends in the direction of the longitudinal axis L through a volume region lying upstream of the mixing chamber 24 into the mixing chamber 24 or into the evaporator element 30 provided on the bottom wall 22.
  • a fuel pump for example, metering pump, liquid fuel fed into the evaporator element 30. Due to the capillary action of the porous evaporator element 30, the liquid fuel in the internal volume thereof is distributed and evaporated at the side of the evaporator element 30 facing the mixing chamber 24 into the mixing space 24.
  • the volume traversed upstream of the mixing chamber 24 by the fuel supply line 34 forms a combustion air flow space 36.
  • a combustion air flow space 36 Through this combustion air flow space 36, the air to be mixed in the mixing space 24 with the fuel evaporated there is supplied by a combustion air blower.
  • a swirl device 38 can be carried on the bottom wall 16 of the burner housing 12, which ensures swirling of the combustion air introduced into the mixing chamber 24.
  • a non-return valve 40 may be provided which prevents flames resulting in the combustion process from striking back into a further upstream region of the combustion air flow space 36.
  • the fuel / combustion air mixture generated in the mixing chamber 24 passes through a plurality of formed in the peripheral wall 20 of the projection 18, slot-like flow openings 42 in a generally 44th designated combustion chamber of the catalytic burner 10.
  • the flow-through openings 42 are for example elongated in the direction of the longitudinal axis L and adjacent to the bottom wall 22 of the projection 18 at.
  • a catalyst arrangement 46 is arranged in the combustion chamber 44.
  • the catalyst unit 48 is substantially cylindrical and surrounds the peripheral wall 20 of the projection 18 at its the peripheral wall 14 of the burner housing 12 facing the outside.
  • the mixture flowing through the flow openings 42 into the combustion chamber 44 passes through the catalyst unit 48, so that part of the mixture reacts on the surface of the catalyst unit 18 with the catalyst material provided therein or is supported by this catalyst material. Since the catalyst unit 48 is arranged around the projection 18 over the entire circumference, a comparatively large surface area is usable for a catalytically assisted reaction.
  • the mixture passing through the flow-through openings 42 passes, after passing through the catalyst unit 48, into a space 54 formed between the peripheral wall 20 of the projection 18 and the peripheral wall 14 of the burner housing 12, which end region is located in a bottom area of the catalyst unit 50 close to the bottom wall 22 of the projection 18 is axially limited.
  • the catalyst unit 50 may be designed in the manner of an annular disk and be supported on the inner surface of the circumferential wall 14 of the burner housing 12 or / and the bottom wall 22 of the attachment 18 or / and the catalyst unit 48.
  • the mixture entering the space 54 can thus react when flowing through the flow openings 42 or when flowing in the space 54 on the surface of the catalyst unit 48 and can continue to react on leaving the space 54 and thus on passing through the catalyst unit 50 on the surface.
  • an annular disk-like flow restrictor 56 is supported downstream of the catalyst unit 50. This has, for example, in its central region on a flow-through opening 58, which is covered by the disk-like catalyst unit 52.
  • the downstream of the catalyst unit 50, ie downstream of the space 54, flowing toward the flow orifice 56 and not yet burned on the catalyst units 48, 50 can be burned catalytically supported in a final stage of the catalytic reaction to the catalyst unit 52, so that after the Flow through the three successive in the flow direction of catalyst units 48, 50, 52 is burned substantially all of the fuel combustion air mixture generated in the mixing chamber 24.
  • the catalyst units 48, 50, 52 of the catalyst arrangement 46 can in principle be constructed with a lattice-type support, preferably of metal material, which is coated on its surface with catalyst material.
  • a lattice-type support preferably of metal material, which is coated on its surface with catalyst material.
  • Such a grid-like carrier allows the passage of mixture to be combusted by catalytically assisted reaction, but at the same time is easily brought into the desired installation configuration by deformation.
  • the catalyst unit 48 which has a generally cylindrical configuration, can be bent from a strip-like blank whose mutually facing end regions can be connected to one another in a suitable manner, for example by material fit or by deformation. Before or after this shaping process, the grid-like carrier can be coated with the catalyst material.
  • the structure of the catalyst units 48, 50, 52 could also be such that the lattice-type support itself is already constructed from catalyst material and thus, of course, also has catalytic material on its surface to support the combustion.
  • a catalytic burner 10 shown on the one hand by the very efficient mixing of the fuel vapor generated in the porous evaporator assembly 28 with the introduced into the mixing chamber 24 combustion air, on the other hand by the positioning of the catalyst units 48, 50, 52 at areas with comparatively high flow velocity and strong turbulence the mixture leaving the mixing chamber 24 ensures a very efficient combustion process with comparatively low emission of pollutants.
  • a comparatively high flow velocity of the fuel / combustion air mixture or of the combustion exhaust gases occurring in the course of further combustion upstream of the catalyst units is ensured. catalyst units does not occur.
  • the electrically energizable heating device 32 provided in association with the evaporator element 30 of the porous evaporator arrangement 28 ensures efficient fuel evaporation even in the starting phase, so that pollutant emissions can also be reduced in this phase at the beginning of combustion.
  • an ignition device 60 for example Glühzündux, is provided in the mixing chamber 24, which can support an ignition of the mixture provided in the mixing chamber 24 and thus already taking place in the mixing chamber 24 combustion.
  • the Fig. 2 shows a modified embodiment of the in Fig. 1 shown catalytic burner.
  • Fig. 3 to 5 are components or assemblies, which components described above or modules correspond, denoted by the same reference numerals. It is referring to the Fig. 2 or on the following figures essentially only on existing to previous embodiments existing differences.
  • the evaporator element 30 of the porous evaporator arrangement 28 is supported directly on the inside of the bottom wall 22 of the projection 18 facing the mixing space 24. So here no additional electrically energizable heater is provided.
  • the fuel evaporation can also be achieved by the heat generated by the ignition device 60 or the combustion also taking place in the mixing chamber 24.
  • the bottom wall 22 of the attachment 18 extends radially beyond the circumferential wall 20 of the attachment, so that the space 54 does not only extend through the catalyst unit at its end region facing away from the bottom wall 16 of the burner housing 12 50, but is also limited by a radially projecting part of the bottom wall 22. This leads to a flow throttling or an increase in the flow speed of the mixture flowing out of the mixing chamber 24 into the combustion chamber 44 and there through the catalyst unit 50 and thus to improved heat removal from the region of the catalyst unit 50.
  • a construction of the catalytic burner 10 is shown, in which the mixing chamber 24 is provided substantially in the radially formed between the peripheral wall 14 of the burner housing 12 and the peripheral wall 20 of the projection 18 space 54.
  • a plurality of flow-through openings 62 are provided distributed in the circumferential direction, through which the air flowing in in the combustion air flow space 36 now enters the mixing space 24 from radially outside.
  • the fuel supply line 34 feeds the liquid supplied fuel through branch lines 64 into the evaporator element 30.
  • the fuel vapor is evaporated from the surface of the evaporator element 30 facing the mixing space 24 and mixed in the mixing space 24 with the combustion air fed into it.
  • the space 54 in this case the mixing space 24, is axially delimited by a region of the bottom wall 22 of the projection 18 radially projecting beyond the peripheral wall 20 of the projection 18 and the catalyst unit 48 the fuel mixing chamber 24 resulting fuel / combustion air mixture flows through the annular space between the peripheral wall 14 of the burner housing 12 and the bottom wall 22 of the projection 18 and thus passes through the catalyst unit 48 into the combustion chamber 44.
  • two flow louvers 56, 66 are each provided with a modöffnurig 58, 68 and a catalyst unit covering these 52, 70.
  • the catalyst unit 50 Downstream of the catalyst unit 48, the catalyst unit 50, which now has a substantially cylindrical design, is arranged downstream. This lies in the radial region of the circumferential wall 20 of the projection and divides the space 72 located axially between the bottom wall 22 of the projection 18 and the flow diaphragm 56 into a radially outer space region 74 and a radially inner space region 76.
  • the mixture passing through the catalyst unit 48 Combustion gases produced at the catalyst unit 48 enter the space 72 and the radially outer space 74, respectively, and flow radially inwards through the substantially cylindrical catalyst unit 50 so as to enter the central area and thus the area of the flow opening 58 in the flow aperture 56 arrive. Thereby, an additional stage of the catalytic reaction in the region between the upstream flow orifice 56 and the exit from the mixing chamber 24 is achieved, in particular in a region of comparatively high flow velocity.
  • the heating of the evaporator element can be achieved by heat transfer.
  • an electrically energizable heating device could also be provided in this embodiment at the side remote from the mixing chamber 24 back of the evaporator element 30.
  • the burner housing 12a is formed without recognizable in the figures described above approach.
  • the peripheral wall 14a and the Bottom wall 16a define the combustion chamber 44a. Upstream of this combustion chamber 44a, bounded by a further housing portion 78a of the burner housing 12a, the mixing space 24a is formed.
  • the fuel / combustion air mixture generated in the mixing chamber 24a passes into the combustion chamber 44a.
  • the catalyst unit 48a which is essentially cylindrical in shape, is provided on the inner side of the circumferential wall 14a facing the combustion chamber 44a, so that a first cylindrically shaped catalyst unit 48a is provided on entry into the combustion chamber 44a first stage of the catalytic reaction can take place.
  • This is followed by the first flow orifice 56a with the catalyst unit 58a provided thereon and the second flow orifice 66a with the catalyst unit 70a provided thereon.
  • the porous evaporator arrangement 28a or its porous evaporator element 30a is carried on the side facing away from the combustion chamber 44a and the mixing chamber 24a facing side of the bottom wall 16a of the burner housing 12a.
  • the evaporator element 30a can be heated by the combustion heat generated in the combustion chamber 44a.
  • an electrically energizable heating device could also be provided here between the evaporator element 30a and the bottom wall 16a.
  • the evaporator element 30a is substantially planar, disk-like and advantageously covers the entire outside of the bottom wall 16a.
  • the Fig. 7 shows a modification of the in Fig. 6 shown construction.
  • the evaporator element 30a of the porous evaporator arrangement 28a is provided on the side of the bottom wall 16a of the burner housing 12a facing the combustion chamber 44a.
  • the throughflow openings 80a provided near the bottom wall 16a in the peripheral wall 14a of the burner housing 12a pass over the combustion air flow space 36a supplied combustion air into the mixing chamber 24a, which is limited in this embodiment variant of the peripheral wall 14a and the bottom wall 16a of the burner housing 12a and the first flow restrictor 56a in the flow direction.
  • the fuel / combustion air mixture produced in the mixing chamber 24a can pass through the flow-through opening 58a in the flow diaphragm 56a and thus the catalyst unit 52a into the combustion chamber 44a.
  • an electrically energizable heater could be provided for heating or for additional heating of the evaporator element 30a between this and the bottom wall 16a of the burner housing 12a.
  • the heating can be effected by heat conduction or thermal radiation from the region of the combustion chamber 44a or these limiting assemblies, in particular the flow diaphragm 56a or the catalyst unit 58a and also the circumferential wall 14a of the burner housing 12a.
  • Fig. 8 is a variation of the in Fig. 7 shown embodiment of the catalytic burner 10a.
  • the two catalyst units 52a, 70a carried on the flow orifices 56a, 66a are no longer in a planar configuration but in a curved configuration.
  • the curvature here is oriented upstream.
  • the surface area of the catalyst units 52a, 70a can be significantly increased while the size of the flow-through openings 58a, 68a is otherwise unchanged, which increases the efficiency of the catalytically assisted combustion.
  • Fig. 8 is a variation of the in Fig. 7 shown embodiment of the catalytic burner 10a.
  • the flow-through openings 58a, 68a provided in the flow orifices 56a, 66a can have mutually different sizes.
  • the two catalyst units 52a, 70a are also dimensioned differently from one another.
  • the catalyst units supported on the flow orifices may be provided with such curvature and the surface enlargement generated thereby.
  • This embodiment is particularly easy to achieve, if, as stated above, the catalyst units are constructed with a lattice-like support, preferably of metal material, constructed before or after the application of the catalyst material, or possibly even from catalyst material, by forming into the desired Installation configuration can be brought.
  • a lattice-like support preferably of metal material, constructed before or after the application of the catalyst material, or possibly even from catalyst material, by forming into the desired Installation configuration can be brought.
  • other shapes for example a conical or a cylindrical shape of the catalyst units, are also possible. It is also possible to buckle in the downstream direction while maintaining the principle of enlarging the surface usable for the catalytic reaction.
  • the Fig. 9 shows another modification of the catalytic burner 10a.
  • a plurality of flow-through openings 58, 58a ' are provided in the mixing chamber 24a axially delimiting flow aperture 56a. These are eccentric to the longitudinal axis L and can be provided, for example, in a ring-like pattern about the longitudinal axis L at the same distance and / or each other the same or different size.
  • a catalyst unit 52a, 52a' is provided in association with each flow-through opening 58a, 58a '. These can, as previously with reference to the Fig. 8 set out to be bulged here towards the mixing chamber 24a.
  • web elements 82a, 82a' constructed of metal material, for example, provide enhanced heat transfer from the catalyst units 52, 52a to the evaporator element 30a and thus the fuel evaporation from the evaporator element 30a support.
  • these web elements 82, 82a ' may be provided independently of the shaping and also of the number or positioning of the catalyst units 52a, 52a'. It should also be pointed out that, of course, a different number of throughflow openings and catalyst units assigned to them can also be provided in the case of the flow orifices of the other embodiments. In particular, it would also be possible to provide a central through-flow opening, that is to say concentric to the longitudinal axis L, and a plurality of eccentrically positioned throughflow openings surrounding the latter.
  • the further housing portion 78b of the burner housing 12 forms substantially the mixing chamber 24b upstream of the peripheral wall 14b or the bottom wall 16b of the burner housing 12b which acts as a flow diaphragm 56b.
  • the porous evaporator arrangement 28b provided with cup-shaped shaping is carried by a plurality of webs 84b, 84b '. This comprises a circumferential wall region 86b and a bottom wall region 88b which is formed integrally therewith, for example, and which is positioned axially opposite the bottom wall 16b of the evaporator housing 12b.
  • the fuel supply line 36b ends in a nozzle area 90b, which is designed, for example, in the manner of a Venturi tube, already in front of the porous evaporator arrangement 28b.
  • the fuel discharged from the fuel supply pipe 36b in a liquid form, for example, in a droplet shape, is passed through a portion of the combustion air supplied in the combustion air flow space 36b through the nozzle portion 90b toward the Interior promoted the cup-shaped porous evaporator assembly 28b.
  • the fuel impinges on the inner surface of the porous evaporator assembly 28b is absorbed by the latter and removed on its surface, in particular the outwardly facing surface, by the combustion air flow flowing therealong in vapor form.
  • an electrically energizable heater 32b carried on the outside of the bottom wall portion 28b may be used. Their energization can take place via the webs 84b, 84b ', which carry the electrical insulation of the porous evaporator arrangement 28b.
  • the porous evaporator arrangement can be provided on its surface with catalyst material, for example coated, so that in this area already a first catalyst unit 48b is formed. It can thus be seen here that the volume area which is used on the one hand as mixing space 24b, namely the volume area containing porous porous evaporator arrangement 28b in additional housing section 78b, can also be used partly as combustion chamber or part of combustion chamber 44b.

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  • Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen katalytischen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In Kraftfahrzeugen werden zur Bereitstellung von Wärme als Standheizungen oder Zuheizer brennstoffbetriebene Heizgeräte eingesetzt. In diesen wird ein Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft gezündet und verbrannt. Die dabei entstehende Wärme wird auf ein Wärmeträgermedium, beispielsweise die in einem Fahrzeuginnenraum einzuleitende Luft oder das in einem Motorkühlmittelkreislauf zirkulierende Kühlmittel, übertragen. Um die immer strenger werdenden Anforderungen an den Schadstoffausstoß insbesondere auch in einer Startphase der Verbrennung erfüllen zu können, ist es bekannt, katalytische Brenner einzusetzen. In diesen wird die Verbrennung von Brennstoff und Verbrennungsluft durch einen an der Oberfläche von katalytischem Material katalytisch unterstützten Prozess erreicht.
  • Ein katalytischer Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift DE 199 50 894 A1 bekannt.
  • Ein weiterer katalytischer Brenner ist aus der WO 2007/003649 A1 bekannt. Bei diesem katalytischen Brenner wird der durch eine Brennstoffzuführleitung in Tropfenform zugeführte Brennstoff in einen topfartig ausgebildeten Verdampfer eingeleitet. Dieser ist entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der zur Verbrennung mit dem Brennstoff zugeführten Verbrennungsluft offen. Durch die in den topfartigen Verdampfer einströmende Verbrennungsluft entsteht im Inneren dieses topfartigen Verdampfers eine Verwirbelung, die zur Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem darin sich ansammelnden Brennstoff führt. Das so gebildete Gemisch aus Verbrennungsluft und Brennstoff tritt über einen Randbereich einer Umfangswandung des topfartigen Verdampfers aus diesem aus und gelangt dann weiter zu einem Brennraum, in welchem eine Katalysatoranordnung mit mehreren in Strömungsrichtung aufeinander folgenden und von dem Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch durchströmbaren Katalysatoreinheiten zur Verbrennung dieses Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches vorgesehen ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen katalytischen Brenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, vorzusehen, mit welchem ein effizienter katalytisch unterstützter Verbrennungsprozess erreichbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen im Anspruch 1 definierten katalytischen Brenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, zur katalytisch unterstützten Verbrennung eines Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches, umfassend einen Mischraum, eine Verbrennungsluftzuführanordnung zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu dem Mischraum, eine Brennstoffzuführanordnung zur Zufuhr von Brennstoff zu dem Mischraum, stromabwärts des Mischraums eine Katalysatoranordnung mit wenigstens einer von dem Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch durchströmbaren Katalysatoreinheit.
  • Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Brennstoffzuführanordnung eine flüssigen Brennstoff aus einer Brennstoffzuführleitung aufnehmende und Brennstoffdampf in den Mischraum abgebende poröse Verdampferanordnung umfasst. Vorzugsweise umfasst wenigstens eine Katalysatoreinheit einen gitterartigen Träger mit Katalysatormaterial an seiner Oberfläche.
  • Bei dem erfindungsgemäß aufgebauten katalytischen Brenner sind Maßnahmen vorgesehen, welche die Qualität der katalytisch unterstützten Verbrennung des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches deutlich anheben.
  • Durch das Bereitstellen einer porösen Verdampferanordnung wird eine effiziente Durchmischung von Brennstoff und Verbrennungsluft gewährleistet, da der im Allgemeinen in flüssiger Form zugeführte Brennstoff in der porösen Verdampferanordnung aufgenommen, darin durch Kapillarförderwirkung, ggf. auch unterstützt durch Schwerkrafteinfluss, verteilt und an der vergleichsweise großen Oberfläche dieser porösen Verdampferanordnung in den Mischraum abgegeben wird. Dieser Brennstoffdampf kann sich im Mischraum und einem ggf. stromabwärts darauf folgenden Raumbereich mit der Verbrennungsluft vermischen. Die Gefahr, dass größere flüssige Brennstoffansammlungen entstehen oder Brennstoff in Tröpfchenform in der Verbrennungsluft mitgeführt wird, kann dadurch im Wesentlichen vollständig ausgeschlossen werden. Auch die Bereitstellung wenigstens einer Katalysatoreinheit mit einem gitterartigen Träger und Katalysatormaterial an dessen Oberfläche kann den katalytisch unterstützten Verbrennungsprozess verbessern. Durch eine derart ausgebildete Katalysatoreinheit ist die Möglichkeit gegeben, den gitterartigen Träger in einer an die baulichen Gegebenheiten im katalytischen Brenner angepassten räumlichen Konfiguration bereitzustellen, diesen ggf. zu verformen, wodurch einerseits die Durchströmungscharakteristik verbessert werden kann, andererseits die zur katalytisch unterstützten Verbrennung bereitgestellte Oberfläche einer derartigen Katalysatoreinheit vergrößert werden kann.
  • Ferner ist vorgesehen, dass ein Brennergehäuse mit einer Umfangswandung einen wenigstens eine Katalysatoreinheit enthaltenden Brennraum umgrenzt und dass an der Umfangswandung des Brennergehäuses wenigstens ein Teil der porösen Verdampferanordnung vorgesehen ist. Ein Teil der porösen Verdampferanordnung kann auch an einer Bodenwandung des Brennergehäuses vorgesehen sein. Die Umfangswandung und ggf. die Bodenwandung des Brennergehäuses übernehmen gleichzeitig auch die Funktionalität als Träger für zumindest einen Teil der porösen Verdampferanordnung.
  • Bei einer eine effiziente Durchmischung der Verbrennungsluft mit Brennstoff, insbesondere aus einer porösen Verdampferanordnung abgegebenem Brennstoffdampf, gewährleistenden, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein Brennergehäuse mit einer Umfangswandung einen wenigstens eine Katalysatoreinheit enthaltenden Brennraum umgrenzt, wobei an einer Bodenwandung des Brennergehäuses ein Ansatz mit einer Umfangswandung und einer zur Bodenwandung des Brennergehäuses in Richtung einer Längsachse versetzt angeordneten Bodenwandung vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Teil der porösen Verdampferanordnung an der Umfangswandung oder/und der Bodenwandung des Ansatzes getragen ist.
  • Um den Innenvolumenbereich des Ansatzes als Mischraum oder wenigstens einen Teil des Mischraumes nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass in der Umfangswandung des Ansatzes wenigstens eine zum Brennraum führende Durchströmöffnung vorgesehen ist und dass wenigstens ein Teil der porösen Verdampferanordnung an der Umfangswandung oder/und der Bodenwandung des Ansatzes an einer vom Brennraum abgewandten Seite vorgesehen ist.
  • Der Übertritt von Brennstoff und Verbrennungsluft aus dem Mischraum zu einem stromabwärts folgenden Bereich, in welchem auch die Katalysatoranordnung angeordnet ist, kann dadurch gewährleistet werden, dass wenigstens eine Durchströmöffnung in einem der Bodenwandung des Ansatzes nahe liegenden Bereich der Umfangswandung des Ansatzes vorgesehen ist oder/und dass wenigstens eine Durchströmöffnung in einem der Bodenwandung des Brennergehäuses nahe gelegenen Bereich der Umfangswandung des Ansatzes vorgesehen ist.
  • Dabei ist vorteilhafterweise wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung in der Umfangswandung des Ansatzes von einer Katalysatoreinheit überdeckt.
  • Um diese Katalysatoreinheit mit möglichst großer zur katalytischen Reaktion nutzbaren Oberfläche bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung in der Umfangswandung des Ansatzes von einer Katalysatoreinheit überdeckt ist.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung eines nicht erfindungsgemäß aufgebauten katalytischen Brenners kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der porösen Verdampferanordnung an einer der Umfangswandung des Brennergehäuses zugewandten Seite der Umfangswandung des Ansatzes vorgesehen ist und dass in der Umfangswandung des Brennergehäuses im axialen Erstreckungsbereich des Ansatzes wenigstens eine zum Mischraum führende Durchströmöffnung vorgesehen ist. Bei diesem Aufbau wird ein Volumenbereich zwischen der Umfangswandung des Brennergehäuses und der Umfangswandung des Ansatzes als Mischkammer genutzt. Das dort entstehende Gemisch aus Brennstoff und Verbrennungsluft kann dann in Richtung stromabwärts zur Katalysatoranordnung gefördert werden. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass ein zwischen der Umfangswandung des Brennergehäuses und der Umfangswandung des Ansatzes gebildeter Raum an seinem von der Bodenwandung des Brennergehäuses entfernten Endbereich wenigstens teilweise durch eine Katalysatoreinheit begrenzt ist. Diese Katalysatoreinheit begrenzt also im Wesentlichen den Mischraum und stellt somit sicher, dass unmittelbar bei Austritt des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches aus dem Mischraum eine erste Stufe der katalytisch unterstützten Verbrennung stattfinden kann.
  • Bei einer besonders vorteilhaften, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungsart wird weiter vorgeschlagen, dass an der Umfangswandung des Brennergehäuses wenigstens eine Strömungsblende mit wenigstens einer Durchströmöffnung vorgesehen ist und dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung von einer Katalysatoreinheit überdeckt ist. Das Bereitstellen einer oder mehrerer Strömungsblenden und Katalysatoreinheiten in Zuordnung dazu gewährleistet, dass durch eine vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindigkeit des zu verbrennenden Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches die Wärmefreisetzung im Bereich einer dort jeweils positionierten Katalysatoreinheit kontrolliert werden kann, eine lokale Überhitzung also vermieden wird.
  • Die Effizienz der katalytisch unterstützten Verbrennung kann bei dieser nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung dadurch weiter gesteigert werden, dass ein axial zwischen dem Ansatz und einer Strömungsblende gebildeter Raum durch eine Katalysatoreinheit in einen radial äußeren Raumbereich und einen radial inneren Raumbereich unterteilt ist.
  • In einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die poröse Verdampferanordnung an einer von dem Brennraum abgewandten Außenseite der Bodenwandung vorgesehen ist und dass in der Umfangswandung des Brennergehäuses, vorzugsweise in einem der Bodenwandung nahen Bereich, wenigstens eine zum Brennraum führende Durchströmöffnung vorgesehen ist. Bei diesem Aufbau kann also im Wesentlichen das gesamte von der Umfangswandung und der Bodenwandung des Brennergehäuses umschlossene Volumen als Brennraum genutzt werden. Die Vermischung des Brennstoffs mit der Verbrennungsluft erfolgt stromaufwärts bzw. außerhalb dieses Volumens.
  • Bei diesem Aufbau kann die katalytisch unterstützte Verbrennung dann besonders effizient durchgeführt werden, wenn wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung von einer Katalysatoreinheit überdeckt ist. Insbesondere kann dabei die Katalysatoreinheit an einer dem Brennraum zugewandten Innenseite der Umfangswandung des Brennergehäuses vorgesehen sein, so dass große Teile der Oberfläche der Katalysatoreinheit dem Brennraum zugewandt liegen und zur katalytisch unterstützten Reaktion genutzt werden können.
  • Bei einer alternativen, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die poröse Verdampferanordnung an einer dem Brennraum zugewandten Innenseite der Bodenwandung des Brennergehäuses vorgesehen ist und dass in der Umfangswandung des Brennergehäuses, vorzugsweise in einem der Bodenwandung nahen Bereich, wenigstens eine zum Mischraum führende Durchströmöffnung vorgesehen ist. Hierbei bildet also ein der Bodenwandung des Brennergehäuses nahe liegender Bereich des von der Umfangswandung und der Bodenwandung des Brennergehäuses umschlossenen Volumens den Mischraum bzw. einen Teil des Mischraums, was einen kompakten Aufbau unterstützt.
  • Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass an der Umfangswandung die mit einem Umfangswandungsbereich und einem Bodenwandungsbereich im Wesentlichen topfartig oder schalenartig ausgebildete poröse Verdampferanordnung getragen ist. Aufgrund der Ausgestaltung der porösen Verdampferanordnung mit topfartiger oder schalenartiger Konfiguration wird deren zur Verteilung des zunächst flüssig zugeführten Brennstoffs nutzbares Volumen und auch deren zur Brennstoffabdampfung nutzbare Oberfläche vergrößert. Dies unterstützt auch die effiziente Durchmischung des über eine vergleichsweise große Oberfläche abgegebenen Brennstoffdampfs mit der diese Oberfläche umströmenden Verbrennungsluft.
  • Um bei diesem Aufbau der porösen Verdampferanordnung den katalytisch unterstützten Verbrennungsprozess möglichst effizient nutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass an der porösen Verdampferanordnung eine Katalysatoreinheit angeordnet ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Katalysatoreinheit auf das Aufbaumaterial der porösen Verdampferanordnung aufgebrachtes Katalysatormaterial umfasst. Das poröse Material der Verdampferanordnung bildet hierbei also den Träger für Katalysatormaterial, so dass auf einen zusätzlichen Träger hier verzichtet werden kann.
  • Eine effiziente Unterstützung der Verbrennung durch die katalytische Reaktion kann dadurch erreicht werden, dass an der Umfangswandung des Brennergehäuses wenigstens eine Strömungsblende mit wenigstens einer Durchströmöffnung vorgesehen ist und dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung von einer Katalysatoreinheit überdeckt ist.
  • Um die zur katalytischen Reaktion zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößern zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Katalysatoreinheit in Richtung stromaufwärts oder in Richtung stromabwärts ausgeformt ist, vorzugsweise wölbungsartig, kegelartig oder zylinderartig. Hierzu eignet sich besonders der Aufbau einer jeweiligen Katalysatoreinheit mit einem gitterartigen Träger, der dann zum Erhalt der Einbauform der Katalysatoreinheit verformt werden kann. Diese Verformung kann vor oder nach dem Aufbringen von Katalysatormaterial auf den nicht aus Katalysatormaterial aufgebauten gitterartigen Träger erfolgen. Grundsätzlich könnte jedoch auch ein vollständig aus Katalysatormaterial aufgebauter gitterartiger Träger durch Verformung in die Einbauform gebracht werden. Auch ein derartiger vollständig aus Katalysatormaterial aufgebauter gitterartiger Träger weist im Sinne der vorliegenden Erfindung an seiner Oberfläche Katalysatormaterial auf.
  • Um bei dem erfindungsgemäßen Aufbau eines katalytischen Brenners mit einer porösen Verdampferanordnung die Brennstoffabdampfung insbesondere in einer Startphase des Verbrennungsprozesses unterstützen zu können, wird vorgeschlagen, dass der porösen Verdampferanordnung eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung zugeordnet ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine Längsschnittdarstellung eines nicht erfindungsgemäßen, in einem Fahrzeug einsetzbaren katalytischen Brenners;
    Fig. 2
    eine nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 3
    eine weitere nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 4
    eine weitere nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 5
    eine alternative nicht erfindungsgemäße Ausgestaltung eines katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 6
    eine weitere nicht erfindungsgemäße Ausgestaltung eines katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 7
    eine nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 8
    eine weitere nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 9
    eine weitere nicht erfindungsgemäße Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten katalytischen Brenners im Längsschnitt;
    Fig. 10
    eine erfindungsgemäße Ausgestaltungsart eines katalytischen Brenners im Längsschnitt.
  • In Fig. 1 ist ein als Standheizung oder Zuheizer in einem Fahrzeug einsetzbarer katalytischer Brenner allgemein mit 10 bezeichnet. Der katalytische Brenner 10 umfasst ein in Richtung einer Längsachse L langgestrecktes Brennergehäuse 12 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Umfangswandung 14 und einer Bodenwandung 16. An der Bodenwandung 16 ist beispielsweise in einem zentralen Bereich ein Ansatz 18 vorgesehen, welcher eine beispielsweise ebenfalls im Wesentlichen zylindrische Umfangswandung 20 und eine in Richtung der Längsachse L zur Bodenwandung 16 des Brennergehäuses 12 versetzt liegende Bodenwandung 22 umfasst.
  • Im Inneren des Ansatzes 18 ist ein allgemein mit 24 bezeichneter Mischraum vorgesehen. An der diesem Mischraum 24 zugewandten Seite der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 ist eine poröse Verdampferanordnung 28 vorgesehen bzw. getragen. Diese poröse Verdampferanordnung 28 umfasst ein aus porösem Material aufgebautes, scheibenartiges Verdampferelement 30.
  • Zwischen diesem und der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 ist eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung 32 vorgesehen. D as Verdampferelement 30 kann beispielsweise aus Vlies- oder Geflechtmaterial, Schaumkeramik, Metallschaum oder dergleichen aufgebaut sein.
  • Beispielsweise konzentrisch zur Längsachse L verläuft eine Brennstoffzuführleitung in Richtung der Längsachse L durch einen stromaufwärts des Mischraums 24 liegenden Volumenbereich hindurch in den Mischraum 24 bzw. in das an der Bodenwandung 22 vorgesehene Verdampferelement 30. Über die Brennstoffzuführleitung 34 wird, gefördert durch eine nicht dargestellte Brennstoffpumpe, beispielsweise Dosierpumpe, flüssiger Brennstoff in das Verdampferelement 30 eingespeist. Durch die Kapillarförderwirkung des porösen Verdampferelements 30 wird der flüssige Brennstoff im Innenvolumen desselben verteilt und an der dem Mischraum 24 zugewandten Seite des Verdampferelements 30 in den Mischraum 24 abgedampft.
  • Das stromaufwärts der Mischkammer 24 von der Brennstoffzuführleitung 34 durchsetzte Volumen bildet einen Verbrennungsluftströmungsraum 36. Durch diesen Verbrennungsluftströmungsraum 36 wird die im Mischraum 24 mit dem dort abgedampften Brennstoff zu vermischende Luft zugeführt, gefördert durch ein Verbrennungsluftgebläse. Um eine effiziente Vermischung dieser Verbrennungsluft mit dem im Mischraum 24 vorgesehenen Brennstoffdampf zu erreichen, kann an der Bodenwandung 16 des Brennergehäuses 12 eine Dralleinrichtung 38 getragen sein, die für eine Verwirbelung der in den Mischraum 24 eingeleiteten Verbrennungsluft sorgt. Weiter stromaufwärts der Dralleinrichtung 38 kann eine Rückschlagsperre 40 vorgesehen sein, welche verhindert, dass im Verbrennungsprozess entstehende Flammen in einen weiter stromaufwärts gelegenen Bereich des Verbrennungsluftströmungsraums 36 zurückschlagen.
  • Das im Mischraum 24 erzeugte Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch gelangt durch eine Mehrzahl von in der Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 gebildeten, schlitzartigen Durchströmöffnungen 42 in einen allgemein mit 44 bezeichneten Brennraum des katalytischen Brenners 10. Die Durchströmöffnungen 42 sind beispielsweise in Richtung der Längsachse L langgestreckt und grenzen an die Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 an.
  • Im Brennraum 44 ist eine Katalysatoranordnung 46 angeordnet. Diese umfasst im dargestellten Beispiel der Fig. 1 drei Katalysatoreinheiten 48, 50, 52. Die Katalysatoreinheit 48 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und umgibt die Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 an deren der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 zugewandt liegender Außenseite. Das durch die Durchströmöffnungen 42 in den Brennraum 44 strömende Gemisch tritt durch die Katalysatoreinheit 48 hindurch, so dass ein Teil des Gemisches an der Oberfläche der Katalysatoreinheit 18 mit dem dort vorgesehenen Katalysatormaterial reagiert bzw. unterstützt durch dieses Katalysatormaterial verbrannt wird. Da die Katalysatoreinheit 48 den Ansatz 18 über den ganzen Umfang umgebend angeordnet ist, ist eine vergleichsweise große Oberfläche für eine katalytisch unterstützte Reaktion nutzbar.
  • Das durch die Durchströmöffnungen 42 hindurchtretende Gemisch gelangt nach Durchtritt durch die Katalysatoreinheit 48 in einen zwischen der Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 und der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 gebildeten Raum 54, welcher in einem der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 nahe liegenden Endbereich von der Katalysatoreinheit 50 axial begrenzt ist. Die Katalysatoreinheit 50 kann ringscheibenar - tig ausgebildet sein und an der Innenoberfläche der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 oder/und der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 oder/und der Katalysatoreinheit 48 getragen sein. Das in den Raum 54 eintretende Gemisch kann somit beim Durchströmen der Durchströmöffnungen 42 bzw. beim Strömen im Raum 54 an der Oberfläche der Katalysatoreinheit 48 reagieren und kann weiterhin beim Verlassen des Raums 54 und damit beim Durchtritt durch die Katalysatoreinheit 50 an deren Oberfläche reagieren.
  • Weiter stromabwärts der Katalysatoreinheit 50 ist an der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 eine beispielsweise ringscheibenartig ausgebildete Strömungsblende 56 getragen. Diese weist beispielsweise in ihrem zentralen Bereich eine Durchströmöffnung 58 auf, welche von der scheibenartig ausgebildeten Katalysatoreinheit 52 überdeckt ist. Das stromabwärts der Katalysatoreinheit 50, also stromabwärts des Raums 54, in Richtung zur Strömungsblende 56 strömende und an den Katalysatoreinheiten 48, 50 noch nicht verbrannte Gemisch kann in einer letzten Stufe der katalytischen Reaktion an der Katalysatoreinheit 52 katalytisch unterstützt verbrannt werden, so dass nach dem Durchströmen der drei in Strömungsrichtung aufeinander folgenden Katalysatoreinheiten 48, 50, 52 im Wesentlichen das gesamte in dem Mischraum 24 erzeugte Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch verbrannt ist. Der stromabwärts der Strömungsblende 56 liegende, also auf die dritte Katalysatoreinheit 52 noch folgende Teil der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 kann die Verbrennungsabgase mit der darin transportierten Verbrennungswärme nach Art eines Flammrohrs in Richtung auf eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Wärmetauscheranordnung zu leiten, wo zumindest ein Teil der Wärme auf ein Wärmeträgermedium übertragen werden kann.
  • Die Katalysatoreinheiten 48, 50, 52 der Katalysatoranordnung 46 können grundsätzlich mit einem gitterartigen Träger, vorzugsweise aus Metallmaterial, aufgebaut sein, der an seiner Oberfläche mit Katalysatormaterial beschichtet ist. Ein derartiger gitterartiger Träger ermöglicht den Durchtritt von durch katalytisch unterstützte Reaktion zu verbrennendem Gemisch, ist gleichzeitig jedoch in einfacher Weise durch Verformung in die gewünschte Einbaukonfiguration zu bringen. So kann beispielsweise die Katalysatorein - heit 48, die eine allgemein zylindrische Konfiguration aufweist, aus einem streifenartigen Rohling gebogen werden, dessen einander dann zugewandt liegene Endbereiche in geeigneter Weise, beispielsweise materialschlüssig oder durch Verformung, miteinander verbunden werden können. Vor oder nach diesem Formgebungsvorgang kann der gitterartige Träger mit dem Katalysatormaterial beschichtet werden.
  • Grundsätzlich könnte der Aufbau der Katalysatoreinheiten 48, 50, 52 jedoch auch derart sein, dass der gitterartige Träger selbst bereits aus Katalysator - material aufgebaut ist und somit selbstverständlich auch an seiner Oberfläche katalytisches Material zur Unterstützung der Verbrennung aufweist.
  • Mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau eines katalytischen Brenners 10 wird einerseits durch die sehr effiziente Durchmischung des in der porösen Verdampferanordnung 28 erzeugten Brennstoffdampfes mit der in den Mischraum 24 eingeleiteten Verbrennungsluft, andererseits durch die Positionierung der Katalysatoreinheiten 48, 50, 52 an Bereichen mit vergleichsweise hoher Strömungsgeschwindigkeit und starker Verwirbelung des aus der Mischkammer 24 austretenden Gemisches ein sehr effizienter Verbrennungsprozess mit vergleichsweise geringem Schadstoffausstoß gewährleistet werden. Da im Bereich der Katalysatoreinheiten 48, 50, 52 aufgrund der Positionierung derselben eine vergleichsweise hohe Strömungsgeschwindig - keit des Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches bzw. auch der bei bereits weiter stromaufwärts stattfindender Verbrennung entstehenden Verbrennungsabgase erzeugt wird, ist gewährleistet, dass eine Überhitzung der Ka - talysatoreinheiten nicht auftritt. Weiter kann durch die in Zuordnung zu dem Verdampferelement 30 der porösen Verdampferanordnung 28 vorgesehene elektrisch erregbare Heizeinrichtung 32 auch in der Startphase eine effizien - te Brennstoffabdampfung gewährleistet werden, so dass auch in dieser Phase am Beginn der Verbrennung der Schadstoffausstoß verringert werden kann. Dies kann dadurch noch unterstützt werden, dass im Mischraum 24 eine Zündeinrichtung 60, beispielsweise Glühzündstift, vorgesehen ist, welche eine Zündung des im Mischraum 24 vorgesehenen Gemisches und damit bereits eine in der Mischkammer 24 stattfindende Verbrennung unterstützen kann.
  • Die Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des in Fig. 1 dargestellten katalytischen Brenners. Hier und auch in den folgenden Fig. 3 bis 5 sind Komponenten bzw. Baugruppen, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird mit Bezug auf die Fig. 2 bzw. auf die folgenden Figuren im Wesentlichen nur auf die zu vorangehenden Ausgestaltungsformen bestehenden Unterschiede eingegangen.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten Aufbau ist das Verdampferelement 30 der porösen Verdampferanordnung 28 unmittelbar an der dem Mischraum 24 zugewandten Innenseite der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 getragen. Hier ist also keine zusätzliche elektrisch erregbare Heizeinrichtung vorgesehen. Die Brennstoffabdampfung kann in der Startphase auch unterstützt durch die durch die Zündeinrichtung 60 generierte Wärme bzw. die auch in der Misch - kammer 24 ablaufende Verbrennung erreicht werden.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten Aufbau sind die in der Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 vorgesehenen schlitzartigen Durchströmöffnungen 42 in Abstand zur Bodenwandung 22 des Ansatzes 18, jedoch angrenzend an die Bodenwandung 16 des Brennergehäuses 12 vorgesehen. Auch die die Durchströmöffnungen 42 überdeckende Katalysatoreinheit 48 liegt in diesem Längenbereich der Umfangswandung 20 und umgibt diese an ihrer der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 zugewandt liegenden Außenseite, hier jedoch angrenzend an die Bodenwandung 16 des Brennergehäuses 12.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch bei der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungsvariante zwischen dem Verdampferelement 30 und der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 die in Fig. 1 dargestellte elektrisch erregbare Heizeinrichtung vorgesehen ein könnte.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltungsvariante erstreckt sich die Bo - denwandung 22 des Ansatzes 18 radial - bezogen auf die Längsachse L - über die Umfangswandung 20 des Ansatzes hinaus, so dass der Raum 54 an seinem von der Bodenwandung 16 des Brennergehäuses 12 abgewandt liegenden Endbereich nicht nur durch die Katalysatoreinheit 50, sondern auch durch einen radial vorstehenden Teil der Bodenwandung 22 begrenzt ist. Dies führt zu einer Strömungsdrosselung bzw. einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Mischraum 24 in den Brennraum 44 und dort die Katalysatoreinheit 50 durchströmenden Gemisches und somit einer verbesserten Wärmeabfuhr aus dem Bereich der Katalysatoreinheit 50.
  • In Fig. 5 ist ein Aufbau des katalytischen Brenners 10 gezeigt, bei welchem der Mischraum 24 im Wesentlichen in dem radial zwischen der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 und der Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 gebildeten Raum 54 bereitgestellt ist. In diesem axialen Bereich der Umfangswandung 14 sind in Umfangsrichtung verteilt mehrere Durchströmöffnungen 62 vorgesehen, durch welche hindurch die im Verbrennungsluftströmungsraum 36 heranströmende Luft nunmehr von radial außen in den Mischraum 24 eintritt. An der der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 zugewandt liegenden Außenseite der Umfangswandung 20 ist das im Wesentlichen mit zylindrischer Gestalt ausgebildete Verdampferelement 30 der porösen Verdampferanordnung 28 getragen. Die Brennstoffzuführleitung 34 speist den in flüssiger Form zugeführten Brennstoff durch Zweigleitungen 64 hindurch in das Verdampferelement 30 ein. Der Brennstoffdampf wird von der dem Mischraum 24 zugewandt liegenden Oberfläche des Verdampferelements 30 abgedampft und im Mischraum 24 mit der in diesen eingespeisten Verbrennungsluft vermischt.
  • An dem von der Bodenwandung 16 des Verdampfergehäuses 12 abgewandt liegenden Endbereich ist der Raum 54, hier also der Mischraum 24, axial begrenzt durch einen radial über die Umfangswandung 20 des Ansatzes 18 vorspringenden Bereich der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 und die Katalysatoreinheit 48. Das in dem Mischraum 24 entstehende Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch strömt durch den ringartigen Zwischenraum zwischen der Umfangswandung 14 des Brennergehäuses 12 und der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 hindurch und gelangt somit durch die Katalysatoreinheit 48 hindurch in den Brennraum 44. Dort sind in axialem Abstand zwei Strömungslenden 56, 66 jeweils mit einer Durchströmöffnurig 58, 68 und einer diese überdeckenden Katalysatoreinheit 52, 70 vorgesehen.
  • Stromabwärts der Katalysatoreinheit 48 ist die nunmehr mit im Wesentlichen zylindrischer Gestaltung ausgebildete Katalysatoreinheit 50 angeordnet. Diese liegt im radialen Bereich der Umfangswandung 20 des Ansatzes und unterteilt den axial zwischen der Bodenwandung 22 des Ansatzes 18 und der Strömungsblende 56 liegenden Raum 72 in einen radial äußeren Raumbereich 74 und einen radial inneren Raumbereich 76. Das durch die Katalysatoreinheit 48 hindurch gelangende Gemisch bzw. an der Katalysatoreinheit 48 entstehende Verbrennungsabgase gelangen in den Raum 72 bzw. den radial äußeren Raumbereich 74 und strömen durch die im Wesentlichen zylindrische Katalysatoreinheit 50 nach radial innen hindurch, so dass sie in den zentralen Bereich und somit den Bereich der Durchströmöffnung 58 in der Strömungsblende 56 gelangen. Dadurch wird eine zusätzliche Stufe der katalytischen Reaktion im Bereich zwischen der stromaufwärtigen Strömungsblende 56 und dem Austritt aus der Mischkammer 24 erreicht, insbesondere in einem Bereich vergleichsweise hoher Strömungsgeschwindigkeit.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erwärmung des Verdampferelements durch Wärmetransport erreicht werden kann. Selbstverständlich könnte auch bei dieser Ausgestaltungsform an der vom Mischraum 24 abgewandten Rückseite des Verdampferelements 30 eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung vorgesehen sein.
  • Eine alternative Ausgestaltungsart eines katalytischen Brenners ist in Fig. 6 gezeigt. Komponenten bzw. Baugruppen, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet.
  • Bei dem in Fig. 6 dargestellten Aufbau eines katalytischen Brenners 10a ist das Brennergehäuse 12a ohne dem in den vorangehend beschriebenen Figuren erkennbaren Ansatz ausgebildet. Die Umfangswandung 14a und die Bodenwandung 16a umgrenzen den Brennraum 44a. Stromaufwärts dieses Brennraums 44a, begrenzt durch einen weiteren Gehäuseabschnitt 78a des Brennergehäuses 12a, ist der Mischraum 24a gebildet. Durch nahe der Bodenwandung 16a des Brennergehäuses 12a in der Umfangswandung 14a des Brennergehäuses 12a gebildete Durchströmöffnungen 80a gelangt das in der Mischkammer 24a erzeugte Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch in den Brennraum 44a. In demjenigen axialen Bereich, in welchem in der Umfangswandung 14a die Durchströmöffnungen 80a gebildet sind, ist an der dem Brennraum 44a zugewandten Innenseite der Umfangswandung 14a die hier im Wesentlichen zylindrisch geformte Katalysatoreinheit 48a vorgese - hen, so dass bereits beim Eintritt in den Brennraum 44a eine erste Stufe der katalytischen Reaktion stattfinden kann. Es folgen dann die erste Strömungsblende 56a mit der daran vorgesehenen Katalysatoreinheit 58a sowie die zweite Strömungsblende 66a mit der daran vorgesehenen Katalysatoreinheit 70a.
  • Die poröse Verdampferanordnung 28a bzw. deren poröses Verdampferelement 30a ist an der vom Brennraum 44a abgewandten und dem Mischraum 24a zugewandten Seite der Bodenwandung 16a des Brennergehäuses 12a getragen. Das Verdampferelement 30a kann durch die in dem Brennraum 44a entstehende Verbrennungswärme geheizt werden. Selbstverständlich könnte auch hier zwischen dem Verdampferelement 30a und der Bodenwandung 16a eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung vorgesehen sein. Das Verdampferelement 30a ist im Wesentlichen planar, scheibenartig ausgebildet und überdeckt vorteilhafterweise die gesamte Außenseite der Bodenwandung 16a.
  • Die Fig. 7 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten Aufbaus. Das Verdampferelement 30a der porösen Verdampferanordnung 28a ist bei diesem Aufbau an der dem Brennraum 44a zugewandten Seite der Bodenwandung 16a des Brennergehäuses 12a vorgesehen. Durch die nahe der Bodenwandung 16a in der Umfangswandung 14a des Brennergehäuses 12a vorgesehenen Durchströmöffnungen 80a gelangt die über den Verbrennungsluftströmungsraum 36a zugeführte Verbrennungsluft in den Mischraum 24a, welcher bei dieser Ausgestaltungsvariante von der Umfangswandung 14a und der Bodenwandung 16a des Brennergehäuses 12a sowie der in Strömungsrichtung ersten Strömungsblende 56a begrenzt ist. Das im Mischraum 24a entstehende Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch kann durch die Durchströmöffnung 58a in der Strömungsblende 56a und somit die Katalysatoreinheit 52a hindurch in den Brennraum 44a gelangen.
  • Auch bei dieser Ausgestaltungsform könnte zur Erwärmung bzw. zur zusätzlichen Erwärmung des Verdampferelements 30a zwischen diesem und der Bodenwandung 16a des Brennergehäuses 12a eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung vorgesehen sein. Alternativ bzw. zusätzlich kann die Erwär - mung durch Wärmeleitung bzw. Wärmestrahlung aus dem Bereich des Brennraums 44a bzw. diesen begrenzenden Baugruppen, insbesondere der Strömungsblende 56a bzw. der Katalysatoreinheit 58a sowie auch der Umfangswandung 14a des Brennergehäues 12a, erfolgen.
  • In Fig. 8 ist eine Abwandlung der in Fig. 7 dargestellten Ausgestaltungsform des katalytischen Brenners 10a gezeigt. Deutlich zu erkennen ist in Fig. 8, dass die beiden an den Strömungsblenden 56a, 66a getragenen Katalysatoreinheiten 52a, 70a nicht mehr in planarer Konfiguration, sondern in gewölbter Konfiguration ausgebildet sind. Die Wölbung ist hier in Richtung stromaufwärts orientiert. Durch diese gewölbte Ausgestaltung der Katalysatoreinheiten 52a, 70a kann bei ansonsten unveränderter Größe der Durchströmöffnungen 58a, 68a die Oberfläche der Katalysatoreinheiten 52a, 70a deutlich vergrößert werden, was die Effizienz der katalytisch unterstützten Verbrennung steigert. Des Weiteren ist in Fig. 8 zu erkennen, dass die in den Strömungsblenden 56a, 66a vorgesehenen Durchströmöffnungen 58a, 68a zueinander unterschiedliche Größen aufweisen können. Entsprechend sind auch die beiden Katalysatoreinheiten 52a, 70a zueinander unterschied - lich dimensioniert.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich bei allen anderen Ausgestaltungsformen insbesondere die an den Strömungsblenden jeweils getragenen Katalysatoreinheiten, selbstverständlich aber auch die an anderen Stellen positionierten Katalysatoreinheiten, mit derartiger Wölbung und der dadurch generierten Oberflächenvergrößerung bereitgestellt sein können. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann leicht erreichbar, wenn, wie vorangehend dargelegt, die Katalysatoreinheiten mit einem gitterartigen Träger, vorzugsweise aus Metallmaterial, aufgebaut sind, der vor oder nach dem Aufbringen des Katalysatormaterials, oder ggf. selbst aus Katalysatormaterial aufgebaut, durch Umformen in die gewünschte Einbaukonfiguration gebracht werden kann. Dabei sind selbstverständlich auch andere Formen, beispielsweise eine kegelige oder eine zylinderartige Ausformung der Kata - lysatoreinheiten möglich. Auch ist eine Wölbung in Richtung stromabwärts unter Beibehalt des Prinzips der Vergrößerung der zur katalytischen Reakti - on nutzbaren Oberfläche möglich.
  • Die Fig. 9 zeigt eine weitere Abwandlung des katalytischen Brenners 10a. Dabei sind in der den Mischraum 24a axial begrenzenden Strömungsblende 56a mehrere Durchströmöffnungen 58, 58a' vorgesehen. Diese liegen zur Längsachse L exzentrisch und können beispielsweise in einem ringartigen Muster um die Längsachse L mit gleichem Abstand oder/und zueinander gleicher oder unterschiedlicher Größe vorgesehen sein. In Zuordnung zu jeder Durchströmöffnung 58a, 58a' ist eine Katalysatoreinheit 52a, 52a' vorgesehen. Diese können, wie vorangehend mit Bezug auf die Fig. 8 dargelegt, ausgewölbt sein, hier in Richtung auf den Mischraum 24a zu.
  • Zwischen dem Verdampferelement 30a der porösen Verdampferanordnung 28a und den Katalysatoreinheiten 52a, 52a' liegen beispielsweise aus Metallmaterial aufgebaute Stegelemente 82a, 82a', welche für eine verstärkte Wärmeübertragung von den Katalysatoreinheiten 52, 52a auf das Verdampferelement 30a sorgen und somit die Brennstoffabdampfung aus dem Verdampferelement 30a unterstützen.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Stegelemente 82, 82a' unabhängig von der Formgebung und auch der Anzahl bzw. Positionierung der Katalysatoreinheiten 52a, 52a' vorgesehen sein können. Ferner ist darauf hinzuwei - sen, dass selbstverständlich auch bei den Strömungsblenden der anderen Ausgestaltungsformen eine andere Anzahl an Durchströmöffnungen und diesen zugeordneten Katalysatoreinheiten vorgesehen sein kann. Insbesondere könnten auch eine zentral, also zur Längsachse L konzentrische Durch - strömöffnung und diese umgebend mehrere exzentrisch positionierte Durchströmöffnungen vorgesehen sein.
  • Eine weitere alternative Ausgestaltungsart eines katalytischen Brenners ist in Fig. 10 gezeigt. Komponenten, bzw. Baugruppen, welche vorangehend beschriebenen Komponenten bzw. Baugruppen hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufü - gung eines Anhangs "b" beschrieben.
  • Bei dem in Fig. 10 dargestellten Aufbau bildet der weitere Gehäuseabschnitt 78b des Brennergehäuses 12 stromaufwärts der Umfangswandung 14b bzw. der als Strömungsblende 56b wirksamen Bodenwandung 16b des Brennergehäuses 12b im Wesentlichen den Mischraum 24b. In diesem weiteren Gehäuseabschnitt 78b ist über mehrere Stege 84b, 84b' die mit topfartiger Formgebung bereitgestellte poröse Verdampferanordnung 28b getragen. Diese umfasst einen Umfangswandungsbereich 86b sowie einen damit beispielsweise integral ausgebildeten Bodenwandungsbereich 88b, welcher der Bodenwandung 16b des Verdampfergehäuses 12b axial gegenüberliegend positioniert ist.
  • Die Brennstoffzuführleitung 36b endet in einem beispielsweise nach Art eines Venturirohrs ausgebildeten Düsenbereich 90b bereits vor der porösen Verdampferanordnung 28b. Der in flüssiger Form, beispielsweise in Tröpfchenform, aus der Brennstoffzuführleitung 36b abgegebene Brennstoff wird durch einen Teil der im Verbrennungsluftströmungsraum 36b herangeförderten Verbrennungsluft durch den Düsenbereich 90b hindurch in Richtung zum Innenbereich der topfartig ausgebildeten porösen Verdampferanordnung 28b gefördert. Der Brennstoff trifft auf die Innenoberfläche der porösen Verdampferanordnung 28b auf, wird von dieser aufgesaugt und an deren Oberfläche, insbesondere der nach außen gewandt liegenden Oberfläche, durch den daran entlang strömenden Verbrennungsluftstrom in Dampfform abgetragen.
  • Zur Erwärmung der porösen Verdampferanordnung 28b kann eine an der Außenseite des Bodenwandungsbereichs 28b getragene elektrisch erregbare Heizeinrichtung 32b genutzt werden. Deren Bestromung kann über die die poröse Verdampferanordnung 28b elektrisch isoliert tragenden Stege 84b, 84b' erfolgen.
  • Um bereits dort, wo die Vermischung von Verbrennungsluft und Brennstoff beginnt, also an der Oberfläche der porösen Verdampferanordnung 28b, eine erste Stufe der katalytischen Reaktion durchzuführen, kann die poröse Verdampferanordnung an ihrer Oberfläche mit Katalysatormaterial bereitgestellt, beispielsweise beschichtet sein, so dass in diesem Bereich bereits eine erste Katalysatoreinheit 48b gebildet ist. Hier ist also erkennbar, dass derjenige Volumenbereich, welcher einerseits als Mischraum 24b genutzt wird, nämlich der die poröse Verdampferanordnung 28b enthaltende Volumenbereich im zusätzlichen Gehäuseabschnitt 78b, zum Teil auch als Brennraum bzw. Teil des Brennraums 44b genutzt werden kann. Hier ist also eine Funktionenverschmelzung in der Erzeugung von Brennstoffdampf einerseits und dem Bereitstellen einer Katalysatoreinheit andererseits in der porösen Verdampferanordnung 28b bereitgestellt. Auch liegt eine Funktionenverschmelzung in der Nutzung eines Volumenbereichs einerseits als Mischraum 24b und andererseits als Teil des Brennraums 44b vor. Es sei darauf hingewiesen, dass insbesondere diese Funktionenverschmelzung auch bei den vorangehenden Ausgestaltungsformen dadurch realisiert sein kann, dass eine vollständige Vermischung des Brennstoffdampfes mit der Verbrennungsluft nicht nur im Mischraum, sondern auch in darauf noch folgenden Teilen des Brennraums erfolgen kann.

Claims (9)

  1. Katalytischer Brenner, insbesondere für eine Fahrzeugheizung, zur katalytisch unterstützten Verbrennung eines Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisches, umfassend einen Mischraum (24b), eine Verbrennungsluftzuführanordnung (36b) zur Zufuhr von Verbrennungsluft zu dem Mischraum (24b), eine Brennstoffzuführanordnung (28b, 34b) zur Zufuhr von Brennstoff zu dem Mischraum (24b) und eine Katalysatoranordnung (46b) mit wenigstens einer durchströmbaren Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b), wobei die Brennstoffzuführanordnung (28b, 34b) eine flüssigen Brennstoff aus einer Brennstoffzuführleitung (34b) aufnehmende und Brennstoffdampf in den Mischraum (24b) abgebende poröse Verdampferanordnung (28b) umfasst, wobei ein Brennergehäuse (12b) mit einer Umfangswandung (14b) einen wenigstens eine Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b) enthaltenden Brennraum (44b) umgrenzt und wobei an der Umfangswandung (14b) des Brennergehäuses (12b) wenigstens ein Teil der porösen Verdampferanordnung (28b) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der Umfangswandung (14b) die mit einem Verdampferumfangswandungsbereich (86b) und einem Verdampferbodenwandungsbereich (88b) im Wesentlichen topfartig oder schalenartig ausgebildete poröse Verdampferanordnung (28b) getragen ist, dass die Katalysatoranordnung (46b) stromabwärts des Mischraums (24b) angeordnet ist und dass wenigstens eine Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b) so angeordnet ist, dass sie von dem Brennstoff/Verbrennungsluft-Gemisch durchströmt wird.
  2. Katalytischer Brenner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der porösen Verdampferanordnung (28b) eine Katalysatoreinheit (48b) angeordnet ist.
  3. Katalytischer Brenner nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoreinheit (48b) auf das Aufbaumaterial der porösen Verdampferanordnung (28b) aufgebrachtes Katalysatormaterial umfasst.
  4. Katalytischer Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass an der Umfangswandung (14b) des Brennergehäuses (12b) wenigstens eine Strömungsblende (56b, 66b) mit wenigstens einer Durchströmöffnung (58b, 68b) angeordnet ist und dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Durchströmöffnung (58b, 68b) von einer Katalysatoreinheit (52b, 70b) überdeckt ist.
  5. Katalytischer Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Katalysatoreinheit (52a, 70a) in Richtung stromaufwärts oder in Richtung stromabwärts ausgeformt ist, vorzugsweise wölbungsartig, kegelartig oder zylinderartig.
  6. Katalytischer Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der porösen Verdampferanordnung (28b) eine elektrisch erregbare Heizeinrichtung (32b) zugeordnet ist.
  7. Katalytischer Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b) einen gitterartigen Träger mit Katalysatormaterial an seiner Oberfläche umfasst.
  8. Katalytischer Brenner nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der gitterartige Träger wenigstens einer Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b) zum Erhalt der Einbauform der Katalysatoreinheit (48b, 52b, 70b) verformt ist.
  9. Katalytischer Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass an einer Bodenwandung (16b) des Brennergehäuses (12b) ein Teil der porösen Verdampferanordnung angeordnet ist.
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