KR102171137B1 - Porous Fuel Handling Element - Google Patents

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KR102171137B1 KR1020187002581A KR20187002581A KR102171137B1 KR 102171137 B1 KR102171137 B1 KR 102171137B1 KR 1020187002581 A KR1020187002581 A KR 1020187002581A KR 20187002581 A KR20187002581 A KR 20187002581A KR 102171137 B1 KR102171137 B1 KR 102171137B1
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Abstract

본 발명은, 섬유(10)에 의해 형성되는 적어도 하나의 층(8)을 포함하는, 기화 연소기를 위한 다공성 연료 처리 요소에 관한 것이다. 상기 섬유(10)는 바살트 섬유를 포함한다.The present invention relates to a porous fuel treatment element for a vaporizing combustor comprising at least one layer 8 formed by fibers 10. The fibers 10 include basalt fibers.

Description

다공성 연료 처리 요소Porous Fuel Handling Element

본 발명은, 섬유로 형성된 적어도 하나의 층(tier)을 갖춘, 기화 연소기를 위한 다공성 연료 처리 요소에 관한 것이다.The present invention relates to a porous fuel treatment element for a vaporizing combustor having at least one tier formed of fibers.

마찬가지로 내부에서 액체 연료가 기화되고, 후속하여 연료/공기 혼합물을 형성하도록 공급되는 연소 공기와 함께 처리된 후, 이어서 발열 반응으로 반응하는 것인 기화 연소기에 또한 사용되는 분무식 버너가 자동차 난방 장치의 경우에 흔히 사용되는데, 상기 자동차 난방 장치는 특히 차량 내의 고정식 히터 또는 보조 히터로서 사용되는 바와 같이 액체 연료를 이용하여 작동된다. 구체적으로, 차량에서 사용되는 경우에 있어서, 역시 차량의 내연 기관을 작동시키는 데 사용되는 연료, 특히 예컨대 디젤, 석유, 에탄올 등이 흔히 액체 연료로서 사용된다. Likewise, a spray burner also used in a vaporizing combustor, in which the liquid fuel is vaporized inside and subsequently treated with the combustion air supplied to form a fuel/air mixture, and then reacted in an exothermic reaction, is the Often used in the case, the automotive heating device is operated using liquid fuel, especially as used as a stationary heater or auxiliary heater in a vehicle. Specifically, in the case of being used in a vehicle, fuels that are also used to operate the vehicle's internal combustion engine, in particular, for example diesel, petroleum, ethanol, etc. are often used as liquid fuel.

이러한 유형의 기화 연소기에서의 액체 연료는 보통 우선 다공성 연료 처리 요소에 공급되는데, 다공성 연료 처리 요소는 연료를 보관하고 분배하며 기화시키는 역할을 한다. 구체적으로, 예컨대 각각의 경우에 전술한 다양한 기능을 수행하도록 되어 있는 복수 개의 다공성 연료 처리 요소가 또한 마련될 수 있다. Liquid fuel in this type of gasification combustor is usually first supplied to a porous fuel treatment element, which serves to store, distribute and vaporize the fuel. Specifically, for example, a plurality of porous fuel treatment elements may also be provided, which are adapted to perform the various functions described above in each case.

WO 2012/155897 A1은, 자동차 난방 장치를 위한 기화 연소기용 기화기 조립체로서, 기화 요소가 섞어짠 금속 와이어로 된 직조식 금속 직물로 이루어진 적어도 하나의 층을 갖는 것인 기화기 조립체를 설명하고 있다. 또한, WO 2012/155897 A1은, 예컨대, 직조식 금속 직물로 이루어진 층이 금속 부직포로 된 추가적인 층과 조합되는 다층 구성이 마련되는 것을 설명하고 있다.WO 2012/155897 A1 describes a carburetor assembly for a gasification combustor for a vehicle heating device, wherein the carburetor assembly has at least one layer made of a woven metal fabric made of a metal wire interwoven with a gasification element. Further, WO 2012/155897 A1 describes, for example, that a multilayer construction is provided in which a layer made of a woven metallic fabric is combined with an additional layer made of a metallic nonwoven fabric.

본 발명의 목적은, 개선된 다공성 연료 처리 요소, 개선된 기화 연소기, 및 개선된 난방 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved porous fuel treatment element, an improved vaporization combustor, and an improved heating device.

이러한 목적은 청구항 1에 청구된 바와 같은 다공성 연료 처리 요소에 의해 달성된다. 유리한 개량은 종속 청구항에 기재되어 있다. This object is achieved by a porous fuel treatment element as claimed in claim 1. Advantageous improvements are described in the dependent claims.

기화 연소기를 위한 다공성 연료 처리 요소는, 섬유로 형성된 적어도 하나의 층(tier)을 갖는다. 상기 섬유는 바살트 섬유(basalt fiber)를 포함한다. 본원에서의 적어도 하나의 층의 섬유는, 특히 예컨대 바살트 섬유로 형성될 수 있다. 그러나, 예컨대 바살트 섬유 외에도 추가적인 섬유가 존재하는 것도 역시 가능하다. 본원에서의 전체적인 연료 처리 요소는 예컨대 바살트 섬유로 형성될 수도 있고, 적어도 바살트 섬유를 포함하는 하나의 층 또는 복수 개의 층으로 형성될 수도 있다. 그러나, 예컨대 다공성 연료 처리 요소가 추가적으로 바살트 섬유를 전혀 포함하지 않는 하나의 층 또는 복수 개의 층을 또한 구비하는 것도 역시 가능하다.The porous fuel treatment element for the vaporization combustor has at least one tier formed of fibers. The fibers include basalt fibers. The fibers of the at least one layer herein may in particular be formed from basalt fibers, for example. However, it is also possible for additional fibers to be present in addition to, for example, basalt fibers. The overall fuel treatment element herein may for example be formed of basalt fibers, or may be formed of a layer or a plurality of layers comprising at least basalt fibers. However, it is also possible, for example, for the porous fuel treatment element to additionally have a layer or a plurality of layers that do not contain any basalt fibers.

다공성 연료 처리 요소에 통상적으로 사용되는 섬유질 재료와 비교하면, 바살트 섬유는 전술한 용례에서 상당한 장점을 갖는다. 예컨대 유리 섬유 또는 석면 섬유와 비교하면, 바살트 섬유는 다공성 연료 처리 요소에서의 용도의 관점에서 우수한 물리적 특성, 기계적 특성, 및 화학적 특성을 갖는다. 바살트 섬유는 매우 강하지만, 그럼에도 불구하고 가요성이 있는 섬유질 재료인데, 바살트 섬유는, 특히 펠트, 부직포, 니들 매트(needled mat), 면포, 직포, 경편/위편물(warp/weft-knitted fabric), 편직물, 또는 편조물(braided fabric)과 같은 평면적인 방직물 구조를 형성하기 위해 매우 간단한 방식으로 처리될 수 있다. 특히, 본원에서의 이러한 재료는, 또한, 매우 높은 작동 온도에서 고려되는 기화 연소기에 매우 적합는데, 왜냐하면, 바살트 섬유는 온도에 대해 매우 큰 내성을 나타내기 때문이며, 또한 통상적인 재료, 예컨대 구체적으로 금속 부직포 및 직조식 금속 직물과 비교할 때 특히 그러하기 때문이다. 더욱이 매우 적은 침전물을 형성하는 경향성이 달성되며, 또한 기화되지 않은 액체 연료에 대한 높은 보관 효과 혹은 버퍼링 효과(buffering effect)가 각각 제공될 수 있다. 더욱이, 상기 재료는 건강 면에서 해롭지 않은 매우 비용 효과적인 재료이다.Compared to fibrous materials commonly used in porous fuel treatment elements, basalt fibers have significant advantages in the aforementioned applications. Compared to, for example, glass fibers or asbestos fibers, basalt fibers have excellent physical properties, mechanical properties, and chemical properties in terms of use in porous fuel treatment elements. Basalt fibers are very strong, but nonetheless flexible fibrous materials, especially felt, nonwovens, needled mats, cotton, woven, warp/weft-knitted fabric), knitted fabric, or braided fabric can be processed in a very simple manner to form a planar textile structure. In particular, these materials herein are also well suited for vaporization combustors, which are also considered at very high operating temperatures, since basalt fibers exhibit a very high resistance to temperature, and also conventional materials, such as specifically This is especially the case when compared to metallic nonwovens and woven metallic fabrics. Moreover, a tendency to form very little sediment is achieved, and also a high storage effect or a buffering effect for the non-vaporized liquid fuel can be provided respectively. Moreover, the material is a very cost effective material that is not harmful in terms of health.

일 개량예에 있어서, 상기 적어도 하나의 층은 평면적인 방직물 구조, 구체적으로, 펠트, 부직포, 니들 매트, 면포, 직포, 경편/위편물, 편직물, 또는 편조물(braided fabric)을 포함한다. 이러한 경우에 있어서, 연료 처리 요소의 특성은, 평면적인 방직물 구조의 선택을 통해 매우 목적 지향적인 방식으로 사전에 형성될 수 있다. 더욱이, 예컨대, 다양한 유형의 평면적인 방직물 구조들이 서로 조합되는 것, 예컨대 부직포로 된 하나의 층 혹은 복수 개의 층과 직포로 된 하나의 층 또는 복수 개의 층 등이 서로 조합되는 것도 또한 가능하다. In one refinement, the at least one layer comprises a planar textile structure, specifically, felt, non-woven fabric, needle mat, cotton fabric, woven fabric, warp/weave knit, knitted fabric, or braided fabric. In this case, the properties of the fuel treatment element can be pre-formed in a very purpose-oriented manner through the selection of a planar textile structure. Moreover, it is also possible, for example, that various types of planar textile structures are combined with each other, for example one layer or a plurality of layers of non-woven fabric and one layer or a plurality of layers of woven fabric and the like are combined with each other.

일 개량예에 따르면, 상기 평면적인 방직물 구조의 섬유는 5 마이크로미터 내지 35 마이크로미터 사이의 범위에 속하는 직경 분포를 갖는다. 이러한 경우에 있어서, 연료 처리 요소의 특성이 목표하는 방식으로 설정될 수 있도록 하기 위해, 상기 섬유의 직경의 매우 양호하게 정의된 분포가 제공된다. 더욱이, 직경 분포가 이렇게 양호하게 정의된 경우에 있어서, 섬유의 취급과 관련하여 건강 면에서 위험이 전혀 없다는 것이 신뢰성 있게 보장된다. According to one refinement, the fibers of the planar textile structure have a diameter distribution in the range between 5 micrometers and 35 micrometers. In this case, a very well defined distribution of the diameters of the fibers is provided in order to allow the properties of the fuel treatment element to be set in a desired manner. Moreover, in the case where the diameter distribution is thus well defined, it is reliably guaranteed that there are no health risks associated with the handling of the fibers.

특히, 섬유가 적어도 150 마이크로미터의 길이, 바람직하게는 적어도 200 마이크로미터의 길이를 가질 때, 매우 신뢰성 있는 방식으로, 취급에 있어서의 건강상 위험이 배제될 수 있다. 다공성 연료 처리 요소의 경우에 있어서 바살트 섬유는 특히 바람직하게는 매우 긴 길이의 소위 무단 섬유(endless fiber)로서 존재할 수 있는데, 이는 알려진 기술적 방식으로 생산될 수 있다. In particular, when the fibers have a length of at least 150 microns, preferably at least 200 microns, in a very reliable manner, health risks in handling can be excluded. In the case of porous fuel treatment elements the basalt fibers can be present as so-called endless fibers of particularly preferably very long lengths, which can be produced in a known technical way.

일 개량예에 따르면, 다공성 연료 처리 요소는 바살트 울(basalt wool)로 된 적어도 하나의 층을 가질 수 있다. 전술한 적어도 하나의 층은 특히 바살트 울을 포함할 수도 있고, 달리 예컨대 바살트 울을 포함하거나 혹은 바살트 울로 형성되는 하나의 추가 층 혹은 복수 개의 추가 층이 추가적으로 마련될 수 있다. 바살트 울의 사용은 매우 비용 효과적인 생산을 가능하게 한다. According to one refinement, the porous fuel treatment element may have at least one layer of basalt wool. The at least one layer described above may in particular comprise basalt wool, alternatively, one additional layer or a plurality of additional layers may be additionally provided, for example comprising basalt wool or formed of basalt wool. The use of basalt wool enables very cost-effective production.

일 개량예에 따르면, 다공성 연료 처리 요소는 섬유로 형성된 적어도 하나의 추가 층을 갖는다. 상기 적어도 하나의 추가 층의 섬유는 또한 바람직하게는 바살트 섬유를 포함할 수 있다. 특히 유리하게는, 이러한 경우에 있어서 구체적으로 온도에 대한 내성이 있는 구성 실시예가 제시된다. 그러나, 대안으로, 예컨대 적어도 하나의 추가 층이 예컨대 구체적으로 금속 섬유 또는 금속 와이어와 같은 다른 섬유를 각각 포함하는 것도 역시 가능하다. According to one refinement, the porous fuel treatment element has at least one additional layer formed of fibers. The fibers of the at least one further layer may also preferably comprise basalt fibers. Particularly advantageously, configuration embodiments are presented that are specifically resistant to temperature in this case. However, alternatively, it is also possible for example for at least one additional layer to each comprise other fibers, such as in particular metal fibers or metal wires, for example.

일 개량예에 따르면, 상기 적어도 하나의 층의 섬유는 유리형 비정질 구조를 갖는다. According to an improved example, the fibers of the at least one layer have a glass-like amorphous structure.

일 개량예에 따르면, 상기 적어도 하나의 층의 섬유들은 소결에 의해 상호 연결된다. 이러한 경우에 있어서, 매우 강건하고 치수적으로 안정한 연료 처리 요소의 구현예가 가능하게 되는데, 이에 따라 결과적으로 기화 연소기의 조립체에 있어서 간단한 취급이 허용된다. 더욱이, 이 경우에는, 추가적인 비용 및 노동 투입을 유발하는 추가적인 별도의 지지 구조가 없을 수도 있다.According to one refinement, the fibers of the at least one layer are interconnected by sintering. In this case, it is possible to implement a very robust and dimensionally stable fuel treatment element, which in turn allows for simple handling in the assembly of the vaporizing combustor. Moreover, in this case, there may be no additional separate support structures inducing additional cost and labor input.

일 개량예에 따르면, 상기 섬유는 섬유 다발, 멀티필라멘트(multifilament), 및/또는 조방사(roving)에 의해 형성된다.According to one refinement, the fibers are formed by fiber bundles, multifilament, and/or roving.

또한, 전술한 목적은, 이상 설명한 다공성 연료 처리 요소를 갖춘 기화 연소기로서. 액체 연료에 의해 작동하는 자동차 난방 장치를 위한 기화 연소기에 의해 달성된다.In addition, the above object is a vaporization combustor equipped with the porous fuel treatment element described above. This is achieved by a vaporizing combustor for automotive heating systems operated by liquid fuel.

더욱이, 전술한 목적은, 이상 설명한 다공성 연료 처리 요소를 갖춘 기화 연소기를 구비한 난방 장치에 의해 역시 달성된다. Moreover, the above-described object is also achieved by a heating device provided with a vaporizing combustor with a porous fuel treatment element described above.

추가적인 장점 및 개량예는, 첨부 도면을 참고하는 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 도출될 것이다.Additional advantages and improvements will be derived from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 자동차 연료 작동식 난방 장치에 다공성 연료 처리 요소를 갖춘 기화 연소기의 일부에 대한 개략도를 도시한 것이다.
도 2의 a)는 제1 변형예에 따른 연료 처리 요소를 갖춘 기화기 리셉터클(evaporator receptacle)에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 2의 b)는 제2 변형예에 따른 연료 처리 요소를 갖춘 기화기 리셉터클(evaporator receptacle)에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 3의 a)는 제3 변형예에 따른 연료 처리 요소를 갖춘 기화기 리셉터클(evaporator receptacle)에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 3의 b)는 제4 변형예에 따른 연료 처리 요소를 갖춘 기화기 리셉터클(evaporator receptacle)에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 3의 c)는 제5 변형예에 따른 연료 처리 요소를 갖춘 기화기 리셉터클(evaporator receptacle)에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 연료 처리 요소의 도면을 도시한 것이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 연료 처리 요소의 도면을 도시한 것이다.
도 6의 a) 내지 도 6의 g)는, 연료 처리 요소를 구현할 수 있는 것인 다양한 평면적인 방직물 구조에 관한 개략도를 도시한 것이다.
도 7은 기화기 리셉터클에서의 연료 처리 요소의 배치를 설명하기 위한 개략적인 분해도를 도시한 것이다.
도 8은 변형의 경우에 있어서 기화기 리셉터클에서의 연료 처리 요소의 배치를 설명하기 위한 개략적인 분해도를 도시한 것이다.1 shows a schematic diagram of a portion of a vaporization combustor equipped with a porous fuel treatment element in an automotive fuel operated heating apparatus according to an embodiment.
Fig. 2a shows a schematic diagram of an evaporator receptacle equipped with a fuel treatment element according to a first modification.
Fig. 2b) shows a schematic diagram of an evaporator receptacle equipped with a fuel treatment element according to a second modification.
3A shows a schematic diagram of an evaporator receptacle equipped with a fuel treatment element according to a third modification.
FIG. 3B shows a schematic diagram of an evaporator receptacle equipped with a fuel treatment element according to a fourth modification.
Fig. 3c shows a schematic diagram of an evaporator receptacle equipped with a fuel treatment element according to a fifth modification.
4 shows a view of a fuel treatment element according to a first embodiment.
5 shows a view of a fuel treatment element according to a second embodiment.
6A to 6G show schematic diagrams of various planar textile structures in which a fuel treatment element may be implemented.
7 shows a schematic exploded view for explaining the arrangement of the fuel treatment element in the carburetor receptacle.
8 shows a schematic exploded view for explaining the arrangement of the fuel treatment element in the carburetor receptacle in the case of a modification.

실시예Example

도 1을 참고하여 이하에서 더욱 상세하게 제1 실시예를 설명할 것이다. The first embodiment will be described in more detail below with reference to FIG. 1.

자동차 난방 장치를 위한 기화 연소기(1)의 버너 덮개(3) 그리고 기화기 리셉터클(2)의 영역이 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도 1은 기화 연소기의 주 축선(Z)을 포함하는 평면에서의 개략도이다. 기화 연소기는 예컨대 주 축선(Z)과 관련하여 실질적으로 회전 대칭일 수 있다. 기화 연소기(1)는 차량 난방 장치, 예컨대 구체적으로 보조 히터 또는 고정식 차량 히터를 위해 구성될 수 있다. 본원에서의 기화 연소기(1)는, 구체적으로 기화된 연료 및 연소 공기의 혼합물, 즉 연료/공기 혼합물을 연소실(4) 내에서 화학적으로 변화시키도록 구성되며, 이러한 과정에서 열을 방출시킨다. 본원에서의 전술한 화학적 변화는 구체적으로 화염 발생 연소에서 이루어질 수 있지만, 부분적으로 또는 완전하게 촉매 변환도 또한 가능하다. 열 교환기(도시되어 있지 않음)에서 방출되는 열은 가열될 매체로 전달되는데, 이 매체는 예컨대 공기 또는 냉각제 액체로 형성될 수 있다. 특히 열 교환기, 고온 연소 배기 가스를 위한 배출부, 마찬가지로 마련되는 연소 공기 이송 디바이스(예컨대, 송풍기), 연료 이송 디바이스(예컨대, 계량형 펌프), 기화 연소기를 작동시키기 위한 제어 유닛 등은 도 1의 개략도에 제시되어 있지 않다. 이들 구성요소는 종래 기술에서 잘 알려져 있으며 잘 설명되어 있다.The area of the burner cover 3 and the carburetor receptacle 2 of the carburettor 1 for a vehicle heating system is schematically shown in FIG. 1. 1 is a schematic diagram in a plane including the main axis Z of a vaporization combustor. The vaporization combustor may be substantially rotationally symmetric with respect to the main axis Z, for example. The vaporization combustor 1 can be configured for a vehicle heating device, for example in particular an auxiliary heater or a stationary vehicle heater. The vaporization combustor 1 herein is specifically configured to chemically change a mixture of vaporized fuel and combustion air, that is, a fuel/air mixture in the combustion chamber 4, and release heat in this process. The above-described chemical changes herein can be made specifically in flame-generating combustion, but catalytic conversions are also possible, partially or completely. The heat released from the heat exchanger (not shown) is transferred to the medium to be heated, which medium may be formed, for example, of air or coolant liquid. In particular, a heat exchanger, an exhaust for hot combustion exhaust gases, a combustion air conveying device (e.g. a blower), a fuel conveying device (e.g. a metering pump), a control unit for operating the vaporizing combustor, etc. It is not presented in the schematic diagram. These components are well known and well described in the prior art.

기화 연소기(1)는, 다공성 연료 처리 요소(5)가 배치되는 기화기 리셉터클(2)을 갖는다. 예시적인 실시예의 경우에 있어서 기화기 리셉터클(2)은 실질적으로 원통형의 그릇 형상이다. 연료 처리 요소(5)는 기화기 리셉터클(2)의 원통형 형상의 오목부에 수용되며, 예컨대 용접, 브레이징/납땜, 잼밍(jamming)에 의해 또는 적절한 고정 요소의 도움을 받아 구체적으로 상기 오목부에 고정식으로 유지될 수 있다. 이하에서 연료 처리 요소(5)의 구성 실시예를 훨씬 더 상세하게 설명할 것이다. The vaporization combustor 1 has a vaporizer receptacle 2 in which a porous fuel treatment element 5 is disposed. In the case of the exemplary embodiment, the carburetor receptacle 2 has a substantially cylindrical bowl shape. The fuel treatment element 5 is received in a cylindrically-shaped recess of the carburetor receptacle 2, for example by welding, brazing/soldering, jamming or with the aid of a suitable fastening element, specifically fixed to the recess. Can be maintained. In the following, a configuration example of the fuel treatment element 5 will be described in even more detail.

연료 처리 요소(5)에 액체 연료를 공급하기 위한 연료 공급 라인(6)이 마련된다. 연료 공급 라인(6)은 기화기 리셉터클(2) 내로 개구되며, 연료 운반 디바이스(도시되어 있지 않음)에 연결되는데, 이 연료 운반 디바이스에 의해, 화살표(F)로 개략적으로 제시된 바와 같이, 사전에 정해진 양의 액체 연료가 연료 공급 라인(6)을 통해 운반될 수 있다. 연료 공급 라인(6)은 예컨대, 용접 또는 브레이징/납땜에 의해 기화기 리셉터클(2)에 고정식으로 연결된다. A fuel supply line 6 is provided for supplying liquid fuel to the fuel processing element 5. The fuel supply line 6 opens into the carburetor receptacle 2 and is connected to a fuel conveying device (not shown), by means of which the fuel conveying device, as outlined by the arrow F, a predetermined Positive liquid fuel can be conveyed through the fuel supply line 6. The fuel supply line 6 is fixedly connected to the carburetor receptacle 2, for example by welding or brazing/soldering.

둘레에 있어서의 연소 공간(4)은 연소실(7)에 의해 범위가 한정되는데, 상기 연소실은, 예컨대, 온도에 대해 내성을 갖는 강으로 된 실질적으로 원통형의 구성요소에 의해 형성될 수 있다. 연소실(7)에는 복수 개의 보어(bore; 7a)가 마련되는데, 이 보어에 의해, 도 1에 화살표로 개략적으로 제시된 바와 같이, 연소 공간(4)에 연소 공기가 공급될 수 있다. 본원에서의 보어(7a)는 연소 공기 공급부(L)의 일부인데, 이 연소 공기 공급부에 의해 연소 공기는 연료 공급 라인(6)를 등지고 있는 연료 처리 요소(5)의 일 면에 공급된다. The circumferential combustion space 4 is delimited by a combustion chamber 7, which may be formed by a substantially cylindrical component of, for example, temperature-resistant steel. The combustion chamber 7 is provided with a plurality of bores 7a, by means of which combustion air can be supplied to the combustion space 4, as schematically indicated by arrows in FIG. 1. The bore 7a herein is a part of the combustion air supply L, by means of which the combustion air is supplied to one side of the fuel treatment element 5 against the fuel supply line 6.

기화 연소기(1)는, 작동 중에 액체 연료가 연료 공급 라인(6)에 의해 연료 처리 요소(5)에 공급될 수 있도록 하는 방식으로 구성된다. 한편으로는, 다수의 공동(cavity)으로 인해, 연료 처리 요소(5)의 전체 폭을 가로지르는 연료의 분포가 연료 처리 요소(5) 내에서 그리고 연료 처리 요소 상에서 이루어지며, 연료의 기화 또는 휘발이 각각 다른 한편으로는 연소 공간(4)에 면하는 쪽에서 이루어진다. 제시된 실시예의 경우에 있어서, 연료 처리 요소(5)는 실질적으로 원형인 단면 형상을 갖는데, 기화 연소기(1)의 주 축선(Z)은 상기 원형인 단면 형상의 중심에서 연장된다. 그러나, 연료 처리 요소(5)는 또한 다른 단면 형상을 가질 수도 있다. The vaporization combustor 1 is configured in such a way that liquid fuel can be supplied to the fuel processing element 5 by means of the fuel supply line 6 during operation. On the one hand, due to the large number of cavities, the distribution of fuel across the entire width of the fuel treatment element 5 takes place within and on the fuel treatment element 5 and vaporization or volatilization of the fuel. Each of these takes place on the side facing the combustion space 4 on the other hand. In the case of the presented embodiment, the fuel treatment element 5 has a substantially circular cross-sectional shape, with the main axis Z of the vaporizing combustor 1 extending from the center of the circular cross-sectional shape. However, the fuel treatment element 5 may also have other cross-sectional shapes.

연소 버너(1)는, 액체 연료의 기화 또는 휘발이 각각 연료 처리 요소(5) 내에서 그리고 연료 처리 요소의 표면에서 이루어지도록 하는 방식으로 구성되는데, 기화된 연료는, 오직 연료 처리 요소(5)로부터 빠져나올 때에만, 다시 말해서 연소 공간 쪽에 있을 때에만, 공급된 연소 공기와 혼합되어 연료/공기 혼합물을 형성한다. 액체 연료의 공급 및 연소 공기의 공급은 이에 따라 연료 처리 요소(5)의 다른 쪽에서 이루어진다. 본원에서 발열 반응인 연료/공기 혼합물의 화학적 변화는 연료 처리 요소(5)가 아니라 연소 공간(4)의 하류에서 이루어진다. 따라서, 기화 연소기(1)의 작동 중에, 연료 처리 요소(5)에는 액체 연료 및 연료 증기가 존재하며, 잠재적으로 초기에 존재하는 임의의 공기는 각각 기화 프로세스 또는 휘발 프로세스에 의해 연료 처리 요소(5)로부터 외부로 강제된다. The combustion burner 1 is constructed in such a way that the vaporization or volatilization of the liquid fuel takes place within the fuel treatment element 5 respectively and at the surface of the fuel treatment element, wherein the vaporized fuel is only the fuel treatment element 5 Only when exiting from, ie, on the side of the combustion space, is mixed with the supplied combustion air to form a fuel/air mixture. The supply of liquid fuel and the supply of combustion air takes place accordingly on the other side of the fuel treatment element 5. The chemical change of the fuel/air mixture, which is an exothermic reaction herein, takes place downstream of the combustion space 4 and not the fuel treatment element 5. Thus, during the operation of the vaporization combustor 1, liquid fuel and fuel vapor are present in the fuel processing element 5, and any air that is potentially initially present can be removed from the fuel processing element 5 by a vaporization process or a volatilization process, respectively. ) From the outside.

도 1에 개략적으로 제시된 예시적인 실시예의 경우에 있어서, 연료 처리 요소(5)는 복수 개의 기능 영역을 갖춘 구성을 나타내는데, 구체적으로 제시된 예에서의 상기 구성은 제1 영역(B1) 및 제2 영역(B2)로 세분되고, 제2 영역은 제1 영역(B1)에서의 구조와 상이한 구조를 갖는다. 예시적인 실시예의 경우에 있어서 제2 영역(B2)은 연료 공급 라인(6)에 면하도록 배치되며, 제1 영역(B1)은 연소 공간(4)에 면하도록 배치된다. In the case of the exemplary embodiment schematically presented in FIG. 1, the fuel treatment element 5 represents a configuration with a plurality of functional areas, which in the specifically presented example are the first area B1 and the second area It is subdivided into (B2), and the second region has a structure different from the structure in the first region B1. In the case of the exemplary embodiment, the second region B2 is arranged to face the fuel supply line 6 and the first region B1 is arranged to face the combustion space 4.

도 2의 a)에 개략적으로 제시된 실시예의 제1 변형의 경우에 있어서, 연료 처리 요소(5)는 복수 개의 다양한 기능 영역을 구비하고 있지 않으며, 오히려 단 하나의 제1 영역(B1)만이 존재한다. In the case of the first variant of the embodiment schematically presented in Fig. 2a), the fuel treatment element 5 does not have a plurality of different functional areas, but rather only one first area B1 exists. .

도 2의 b)에 개략적으로 제시된 실시예의 제2 변형의 경우에 있어서, 연료 처리 요소(5)는 총 3개의 영역(B1, B2, B3)을 갖는 단차형 구성을 나타내며, 기화기 리셉터클(2)은 대응하는 방식으로 구성된다. 이러한 경우에 있어서, 다양한 영역(B1, B2, B3)은, 예컨대 연료 처리 요소(5)의 다양한 기능에 대한 관점에서 목표로 하는 방식으로 구상될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(B2)은 모세관 힘에 의해 연료를 운반하기에 그리고 연료를 임시로 보관하기에 최적화될 수 있으며, 제3 영역(B3)은 횡 방향으로의 연료의 분포와 관련하여 최적화될 수 있고 공차를 보상하는 역할을 하며, 제1 영역(B1)은 연료의 기화 또는 휘발 각각에 대한 관점에서 최적화될 수 있다. 본원에서의 다양한 영역(B1, B2, B3)은 구체적으로 그 구성, 구조, 재료, 및/또는 두께 등의 관점에서 서로 상이할 수 있다. In the case of the second variant of the embodiment schematically presented in Fig. 2b), the fuel treatment element 5 exhibits a stepped configuration with a total of three regions B1, B2, B3, and the carburetor receptacle 2 Is constructed in a corresponding manner. In this case, the various areas B1, B2, B3 can be envisioned in a targeted manner, for example in terms of various functions of the fuel treatment element 5. For example, the second area B2 can be optimized for transporting fuel by capillary force and for temporarily storing fuel, and the third area B3 is in relation to the distribution of fuel in the transverse direction. It can be optimized and serves to compensate for the tolerance, and the first region B1 can be optimized in terms of vaporization or volatilization of the fuel, respectively. The various regions B1, B2, B3 herein may be different from each other in terms of their configuration, structure, material, and/or thickness, and the like.

복수 개의 기능 영역(B1, B2, B3)을 갖는 연료 처리 요소(5)의 추가적으로 가능한 구성 실시예가 도 3의 a), 도 3의 b), 및 도 3의 c)에 개략적으로 제시되어 있다. 연료 공급 라인(6) 및 추가적인 구성요소는 도 3의 a), 도 3의 b), 및 도 3의 c)에 다시 제시되지는 않지만, 이러한 추가적인 구성요소가 각각의 추가 변형의 경우에도 역시 존재한다는 것을 이해해야 한다. An additionally possible configuration example of a fuel treatment element 5 with a plurality of functional areas B1, B2, B3 is schematically presented in Figs. 3a), 3b) and 3c). The fuel supply line 6 and additional components are not presented again in Figures 3a), 3b), and 3c), but these additional components are also present in the case of each additional variant. You have to understand that.

앞서 설명한 실시예 및 변형의 경우에 사용될 수 있는 바와 같은 연료 처리 요소(5)의 구성이 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 이하에서 설명되는 본원의 구성 실시예는 영역(B1, B2, B3)들 중 각 영역에 사용될 수 있으며, 특히 단지 하나의 전술한 영역이 마련되는 경우에도 역시 사용될 수 있다.The configuration of the fuel treatment element 5 as can be used in the case of the embodiment and variant described above is described in more detail below. The configuration embodiments of the present application described below may be used for each of the regions B1, B2, and B3, and in particular, may also be used even when only one of the aforementioned regions is provided.

도 4는 제1 실시예에 따른 다공성 연료 처리 요소(5)의, 섬유(10)로 형성된 층(8)을 도시한 것이다. 이러한 실시예의 경우에 있어서 층(8)은 직포로 형성되는데, 상기 천의 섬유(10)는 바살트 섬유를 포함한다. 제시된 구체적인 실시예의 경우에 있어서, 본원에서의 직포는 구체적으로 섞여 짜인 바살트 섬유에 의해 형성된다. 하나의 추가 층 또는 복수 개의 추가 층(9)을 갖춘 다공성 연료 처리 요소(5)의 경우에 있어서, 상기 추가 층(9)은 또한 예컨대 상기 직포로 형성될 수 있다. 형성된 층(8) 내의 섬유(10)는 또한 각각 섬유 다발, 멀티필라멘트, 또는 조방사일 수 있다. 4 shows a layer 8 formed of fibers 10 of a porous fuel treatment element 5 according to a first embodiment. In the case of this embodiment, the layer 8 is formed of a woven fabric, the fabric fibers 10 comprising basalt fibers. In the case of the specific embodiment presented, the woven fabric herein is formed by specifically interwoven basalt fibers. In the case of a porous fuel treatment element 5 with one additional layer or a plurality of additional layers 9, the additional layer 9 can also be formed from the woven fabric, for example. The fibers 10 in the formed layer 8 may also each be a fiber bundle, multifilament, or roving yarn.

도 5는 제2 실시예에 따른 다공성 연료 처리 요소(5)의, 섬유(10)로 형성된 층(8)을 도시한 것이다. 제2 실시예의 경우에 있어서 층(8)은 부직포로 형성되는데, 상기 부직포는 바살트 섬유를 포함한다. 제시된 구체적인 실시예의 경우에 있어서, 본원에서의 부직포는 구체적으로 바살트 섬유에 의해 형성된다. 하나의 추가 층 또는 복수 개의 추가 층(9)을 갖춘 다공성 연료 처리 요소(5)의 경우에 있어서, 상기 추가 층(9)은 또한 예컨대 상기 부직포로 형성될 수 있다. 더욱이, 연료 처리 요소(5)에 있어서, 이러한 부직포로 이루어진 하나의 층 또는 복수 개의 층이 앞서 설명한 바와 같이 직포로 형성된 하나의 층 또는 복수 개의 층과 조합되는 것도 또한 가능하다. 5 shows a layer 8 formed of fibers 10 of a porous fuel treatment element 5 according to a second embodiment. In the case of the second embodiment, the layer 8 is formed of a nonwoven fabric, which comprises basalt fibers. In the case of the specific embodiment presented, the nonwoven fabric herein is specifically formed by basalt fibers. In the case of a porous fuel treatment element 5 with one additional layer or a plurality of additional layers 9, the additional layer 9 can also be formed for example from the nonwoven fabric. Moreover, in the fuel treatment element 5 it is also possible for one layer or a plurality of layers made of such a nonwoven fabric to be combined with one layer or a plurality of layers formed of a woven fabric as described above.

더욱이, 다공성 연료 처리 요소(5)에 있어서, 도 6의 a) 내지 도 6의 g)를 참고하여 이하에서 대체로 설명되는 바와 같은 평면적인 방직물 구조로서 하나의 층 또는 복수 개의 층이 또한 구성될 수 있다. 특히 본원에서는, 이러한 평면적인 방직물 구조들의 임의의 조합이 다공성 연료 처리 요소에서 사용될 수 있다는 것에 주의해야만 한다. Moreover, for the porous fuel treatment element 5, a layer or a plurality of layers may also be constructed as a planar textile structure as generally described below with reference to FIGS. 6A to 6G). have. Particularly herein, it should be noted that any combination of these planar textile structures may be used in the porous fuel treatment element.

다공성 연료 처리 요소(5)의 적어도 하나의 층(8)[또는 또한 각각 선택적인 추가 층(9)]의 다양한 구현예가 도 6의 a) 내지 도 6의 g)에 제시되어 있다. 이러한 다양한 구현예는, 각각의 경우에서의 섬유(10)가 바살트 섬유를 포함한다는 공통점을 갖는다. 구체적으로, 섬유(10)는 각각의 경우에 있어서 바살트 섬유에 의해 형성될 수 있다.Various embodiments of at least one layer 8 (or also each optional additional layer 9) of the porous fuel treatment element 5 are presented in FIGS. 6a to 6g ). These various embodiments have in common that the fibers 10 in each case comprise basalt fibers. Specifically, the fibers 10 can be formed by basalt fibers in each case.

도 6의 a)는, 도 5를 참고하여 역시 설명된 바와 같은, 각각 층(8 또는 9)에 관한 평면적인 방직물 구조로서의 부직포의 개략도를 도시한 것이다. FIG. 6A shows a schematic view of a nonwoven fabric as a planar textile structure for layers 8 or 9, respectively, as also described with reference to FIG. 5.

도 6의 b)는, 각각 층(8 또는 9)에 관한 평면적인 방직물 구조가 펠트에 의해 형성되는 대안에 관한 개략도를 도시한 것이다. Fig. 6 b) shows a schematic diagram of an alternative in which the planar textile structure for the layers 8 or 9, respectively, is formed by felt.

도 6의 c)는, 도 4를 참고하여 역시 설명된 바와 같은, 각각 층(8 또는 9)을 위해 바살트 섬유로 형성된 직조식 천으로서 이루어진 평면적인 방직물 구조의 개략도를 도시한 것이다. FIG. 6C shows a schematic view of a planar textile structure made of a woven fabric formed of basalt fibers for layers 8 or 9, respectively, as also described with reference to FIG. 4.

도 6의 d)는 편직물로서 각각 층(8 또는 9)의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 6의 e)는 편조물로서 각각 층(8 또는 9)의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 6의 f)는 경편/위편물로서 각각 층(8 또는 9)의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 6의 g)는 면포로서 각각 층(8 또는 9)의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 6D schematically shows the configuration of the layers 8 or 9, respectively, as a knitted fabric. Fig. 6E schematically shows the configuration of the layers 8 or 9, respectively, as a braid. 6F schematically shows the configuration of the layers 8 or 9 as warp knit/weft knit fabric, respectively. 6G schematically shows the configuration of the layers 8 or 9, respectively, as cotton cloth.

도 6의 a) 내지 도 6의 g)에 의해 설명된, 다공성 연료 처리 요소(5)에서의 다양한 평면적인 방직물 구조들은 거의 임의적인 방식으로 서로 조합될 수 있다는 것에 주의해야만 한다. 앞서 설명한 평면적인 방직물 구조의 경우에 있어서, 구체적인 구성 실시예의 경우에 속하는 섬유(10), 다시 말해서 바살트 섬유가 5 마이크로미터 내지 35 마이크로미터 사이의 범위인 직경을 갖는 매우 타이트(tight)한 직경 분포를 나타내는 것, 그리고 각각의 경우에 있어서의 섬유(10)가 150 마이크로미터 초과, 바람직하게는 200 마이크로미터 초과의 길이를 갖는 것은 매우 유리하다. 본원에서의 섬유(10)는 예컨대 매우 바람직하게는 소위 무단 섬유로서 구현될 수 있다. 본원에서의 섬유(10)는 유리형 비정질 구조를 나타낸다. 섬유(10)의 표면은 개선된 가공성을 달성하기 위해 바람직하게는 생산 중에 사이징(sizing)을 이용하여 처리될 수 있다. It should be noted that the various planar textile structures in the porous fuel treatment element 5, described by Figs. 6a) to 6g), can be combined with each other in an almost arbitrary manner. In the case of the above-described planar textile structure, the fibers 10 belonging to the case of a specific configuration embodiment, i.e., the basalt fibers are very tight diameters with a diameter ranging between 5 micrometers and 35 micrometers. It is very advantageous to show the distribution, and that the fibers 10 in each case have a length of more than 150 microns, preferably more than 200 microns. The fibers 10 herein can be embodied for example very preferably as so-called endless fibers. Fiber 10 herein represents a glass-like amorphous structure. The surface of the fibers 10 can be treated, preferably with sizing during production, to achieve improved processability.

앞서 설명한 평면적인 방직물 구조에 대한 대안으로 또는 달리 추가적으로, 각각 층(8 또는 9)은 또한 바살트 울을 포함할 수 있는데, 이는 매우 비용 효과적인 생산을 가능하게 한다. As an alternative or alternatively to the above-described planar textile construction, each layer 8 or 9 may also comprise basalt wool, which allows a very cost effective production.

앞서 설명한 연료 처리 요소(5)와 각각 바살트 섬유를 포함하는 적어도 하나의 층(8 또는 9)을 기화 연소기(1)의 기화기 조립체 내에 통합하는 것은, 도 7의 개략적인 분해도를 참고하여 이하에서 간략하게 설명될 것이다. The incorporation of the fuel treatment element 5 described above and at least one layer 8 or 9 each comprising basalt fibers into the carburetor assembly of the gasification combustor 1 is described below with reference to the schematic exploded view of FIG. It will be briefly explained.

도 7에서 개략적으로 제시된 바와 같이, 앞서 설명한 연료 처리 요소(5)는 기화기 리셉터클(2)의 원통형 형상의 오목부 내에 배치된다. 결과적으로 심지어 높은 온도에서도 충분한 기계적 안정성을 보장하기 위해, 예컨대 구체적으로 온도에 내성을 나타내는 금속 메시 또는 직조식 금속 직물에 의해 형성될 수 있는 지지 구조(11)가 연소 공간 쪽에서 연료 처리 요소(5)에 부착된다. 기화기 리셉터클(2) 내에 연료 처리 요소(5) 및 지지 구조(11)를 고정시키는 것은, 마운팅 링(mounting ring; 12)에 의해 이루어진다. 본원에서의 마운팅 링(12)은 자체로 알려져 있는 방식에서와 같이 각각 기화기 리셉터클(2) 상에 잼밍 또는 브레이싱(bracing)되는 서클립(circlip)으로서 구체적으로 구성될 수도 있고, 마운팅 링(12)과 연소기 리셉터클(2) 사이의 연결은 예컨대 용접 또는 브레이징/납땜에 의해 구현될 수도 있다. 이때 전술한 방식으로 형성되는 연소기 조립체는 간단한 방식으로 기화 연소기(1)에 통합될 수 있다.As schematically shown in FIG. 7, the fuel treatment element 5 described above is arranged in a cylindrically shaped recess of the carburetor receptacle 2. As a result, in order to ensure sufficient mechanical stability even at high temperatures, a support structure 11 which can be formed, for example by means of a metal mesh or woven metal fabric which is specifically resistant to temperature, is the fuel treatment element 5 on the side of the combustion space. Is attached to The fixing of the fuel treatment element 5 and the support structure 11 in the carburetor receptacle 2 is made by means of a mounting ring 12. The mounting ring 12 herein may be specifically configured as a circlip jammed or bracing on the carburetor receptacle 2, respectively, as in a manner known per se, and the mounting ring 12 The connection between the and the combustor receptacle 2 may be implemented, for example, by welding or brazing/soldering. At this time, the combustor assembly formed in the above-described manner can be integrated into the vaporization combustor 1 in a simple manner.

변형transform

앞서 설명한 실시예에 관한 변형의 경우에 있어서, 다공성 연료 처리 요소(5)의 기계적 안정성은, 섬유(10)들이 소결에 의해 상호 연결된다는 점에서 강화된다. 이러한 방법에 있어서, 섬유(10)들의 교차점들 사이에서 고정식 연결이 구성된다. 본원에서의 소결은, 예컨대 단지 높은 온도를 제공함으로써 그리고 선택적으로 섬유(10)의 추가 압축을 제공함으로써 연결의 구성이 이루어지는 것인 순수한 열적 프로세스를 통해 이루어질 수 있다. 그러나, 이러한 순수한 열적 프로세스에 대한 대안으로서, 예컨대 섬유에 추가적인 결합제/소결 첨가제가 적용된다는 점에서 화학적 프로세스에 의해 상기 소결 프로세스가 용이하게 될 수 있도록 하는 것도 또한 가능하다. In the case of a variant with respect to the previously described embodiment, the mechanical stability of the porous fuel treatment element 5 is enhanced in that the fibers 10 are interconnected by sintering. In this way, a fixed connection is established between the intersections of the fibers 10. Sintering herein can be achieved through a purely thermal process in which the construction of the connection is made, for example, by only providing a high temperature and optionally by providing further compression of the fibers 10. However, as an alternative to this purely thermal process, it is also possible to facilitate the sintering process by means of a chemical process, for example in that additional binder/sintering additives are applied to the fibers.

도 8에 개략적으로 제시된 바와 같이, 연료 처리 요소(5)의 향상된 기계적 안정성은, 기화기 조립체의 구성에 있어서 추가적인 지지 구조(11)를 없앨 수 있도록 하는 전술한 변형에 의해 달성된다.As schematically shown in FIG. 8, the improved mechanical stability of the fuel treatment element 5 is achieved by the above-described modification which makes it possible to eliminate the additional support structure 11 in the construction of the carburetor assembly.

Claims (13)

다공성 연료 처리 요소(5)를 구비한 기화 연소기(1)를 구비한 난방 장치로서, 상기 다공성 연료 처리 요소(5)는,
섬유(10)로 형성되고 평면적인 방직물 구조를 갖는 적어도 하나의 층(tier; 8)으로서, 상기 평면적인 방직물 구조는 펠트 또는 부직포이며, 상기 평면적인 방직물 구조의 섬유(10)는 바살트 섬유를 포함하고 5 마이크로미터 내지 35 마이크로미터 사이의 범위에 속하는 직경 분포를 가지는 것인, 적어도 하나의 층(tier; 8), 및
금속 섬유 또는 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 추가 층을 포함하고,
상기 기화 연소기(1)는, 상기 다공성 연료 처리 요소(5) 내에서, 액체 연료의 기화가 이루어지도록 구성되고,
상기 기화 연소기(1)는, 상기 다공성 연료 처리 요소(5)의 하류에 연소 공간(4)을 한정하는 연소실(7)을 포함하며,
상기 기화 연소기(1)는, 열을 방출시키는 동안, 기화된 연료와 연소 공기의 혼합물을 상기 연소 공간(4) 내에서 화학적으로 변화시키도록 구성되는 것인, 난방 장치.A heating device with a vaporization combustor 1 with a porous fuel treatment element 5, the porous fuel treatment element 5 comprising:
As at least one tier 8 formed of fibers 10 and having a planar textile structure, the planar textile structure is felt or nonwoven, and the fibers 10 of the planar textile structure include basalt fibers. At least one tier 8 comprising and having a diameter distribution ranging between 5 micrometers and 35 micrometers, and
Comprising at least one additional layer comprising metal fibers or metal wires,
The vaporization combustor 1 is configured to vaporize liquid fuel within the porous fuel processing element 5,
The vaporization combustor 1 comprises a combustion chamber 7 defining a combustion space 4 downstream of the porous fuel treatment element 5,
The vaporizing combustor (1) is configured to chemically change a mixture of vaporized fuel and combustion air in the combustion space (4) while releasing heat. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 섬유(10)는 적어도 150 마이크로미터의 길이를 갖는 것인, 난방 장치.Heating device according to claim 1, wherein the fibers (10) have a length of at least 150 microns. 제1항에 있어서, 상기 다공성 연료 처리 요소(5)는 바살트 울(basalt wool)로 된 적어도 하나의 층(8, 9)을 갖는 것인, 난방 장치.Heating device according to claim 1, wherein the porous fuel treatment element (5) has at least one layer (8, 9) of basalt wool. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 섬유(10)는 유리형 비정질 구조를 갖는 것인, 난방 장치.The heating device according to claim 1, wherein the fibers (10) have a glass-like amorphous structure. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 층(8)의 섬유(10)들은 소결에 의해 상호 연결되는 것인, 난방 장치.Heating device according to claim 1, wherein the fibers (10) of the at least one layer (8) are interconnected by sintering. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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