WO2016078640A1 - Heizgerät-verdampferkörper und verfahren zur herstellung eines solchen - Google Patents

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WO2016078640A1
WO2016078640A1 PCT/DE2015/100448 DE2015100448W WO2016078640A1 WO 2016078640 A1 WO2016078640 A1 WO 2016078640A1 DE 2015100448 W DE2015100448 W DE 2015100448W WO 2016078640 A1 WO2016078640 A1 WO 2016078640A1
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heater
evaporator body
edge
thickness
compression section
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PCT/DE2015/100448
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French (fr)
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Peter Neidenberger
Jan Steffens
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Webasto SE
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    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2213/00—Burner manufacture specifications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/05002—Use of porous members to convert liquid fuel into vapor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/21—Burners specially adapted for a particular use
    • F23D2900/21002—Burners specially adapted for a particular use for use in car heating systems

Definitions

  • the present invention relates to a heater vaporizer body, a mobile, fuel-operated heater with such and a method for producing a Walkerge- wholesome- evaporator body.
  • evaporator burners In mobile heaters operated with liquid fuel, so-called evaporator burners are often used, in which the liquid fuel, which can be formed in particular by gasoline, diesel, ethanol or the like, evaporates on an evaporator body, with supplied combustion air to a fuel-air Mixed mixture and then reacted with the release of heat.
  • the evaporator bodies used are formed from a porous, absorbent material and may in particular comprise one or more layers of metal fleece, metal mesh, metal mesh, metal mesh or metal knit.
  • a “mobile heater” in the present context is understood to mean a heater that is designed and adapted for use in mobile applications, in particular that it is transportable (possibly permanently installed in a vehicle or merely accommodated for transport therein ) and not exclusively for a permanent, stationary use, as is the case for example when heating a building, the mobile heater can also be fixed in a vehicle (land vehicle, ship, etc.), in particular in a vehicle In particular, it can be designed for heating a vehicle interior, such as a land vehicle, watercraft or aircraft, as well as a partially open space, such as can be found on ships, in particular yachts Heater can also be used temporarily stationary, such as in large tents, Contain In particular, the mobile heater may be designed as auxiliary heater or auxiliary heater for a land vehicle, such as for a caravan, a motorhome, a bus, a car, etc.
  • the heater vaporizer body for vaporizing a liquid fuel in a fuel-operated heater is formed of an absorbent porous material and has a peripheral edge. Along the edge, a compression section is formed at which the thickness of the heater evaporator body is reduced from a central area of the heater evaporator body by compression. Due to the compression section at which the thickness of the heater evaporator body is reduced and which extends along the edge, even at a very cost-effective production, in which the heater evaporator body is punched out of the porous, absorbent material, for example along the edge , a well-defined configuration of the edge of the Edelford- evaporator body are provided, which allows a particularly simple and inexpensive attachment of the Schunado- evaporator body to a holder.
  • a fastening without additional tolerance compensation elements can take place and, for example, fastening can take place via a very narrow retaining ring which does not cover the actually active region of the evaporator body.
  • a sufficiently large compression in the compression section for example, a direct attachment of the evaporator body to a holder by welding at the edge is possible.
  • the formation of the compression portion further prevents fusing or splicing at the edge of the heater core.
  • the compression section may, in particular, extend circumferentially along the entire edge, but it is also possible, for example, for a compression section to extend only over a part of the edge or for a plurality of compression sections to be provided which extend over partial sections of the edge.
  • the heater evaporator body has at least one layer of metal fleece, metal mesh, metal mesh, metal mesh or metal knit.
  • the heater evaporator body having good temperature resistance and good evaporation properties can be produced particularly inexpensively.
  • Heater evaporator bodies made of a porous ceramic material enables a significantly more cost-effective production.
  • the heater evaporator body is constructed in multiple layers, with a plurality of layers, each of which comprises metal fleece, metal mesh, metal mesh, metal mesh or metal mesh.
  • the properties of the heater vaporizer body can be well set in a low-cost and easy manner in terms of fuel distribution and fuel evaporation.
  • the compression section further prevents fuzziness or splicing of the individual layers or between the layers at the edge of the heater evaporator body.
  • the compaction sab has a width of at least 1.5 mm. With a width in this range, a sufficiently wide and well-defined compression section is provided. On the other hand, the area fraction of the heater evaporator body occupied by the compression section can also be kept so small that a large proportion of the area is available unhindered for the evaporation process.
  • the compression section may have a width of at least 2 mm.
  • the compacting section has a thickness which is at most 80% of the thickness in the central region.
  • the material of the heater vaporizer body in the compression section is compressed so much that reliably adjusts a consistent and well-defined thickness of the compression section sab.
  • the thickness of the heater evaporator body over the width of the compression section is substantially constant.
  • “Substantially constant” is used herein to mean that the thickness deviates upwards or downwards by at most 0.1 mm from a nominal thickness of the compaction section.
  • the thickness preferably deviates upwards or downwards by at most 0.05 mm.
  • the material of the heater vaporizer body in the compression section is compressed to at least 90% of the theoretical density. In this case, the material in the compression section is so strongly compressed that, for example, welding of the compression section with a holder for the heater evaporator body is reliably possible.
  • the compression section is formed circumferentially along the entire edge.
  • a reliable attachment is possible along the entire outer circumference of the evaporator body.
  • refracting at the edge of the heating device evaporator body is prevented in a particularly reliable manner.
  • the heater vaporizer body may have a substantially circular or oval shape.
  • the task is also served by a mobile, fuel-operated heater with a
  • Evaporator burner assembly according to claim 10, having a previously mentioned heater vaporizer body solved.
  • the method comprises the steps:
  • an attachment can be made without additional tolerance compensation elements and, for example, attachment can take place via a very narrow retaining ring which does not cover the actually active region of the evaporator body.
  • a sufficiently large compression in the compression section for example, a direct fastening of the evaporator body to a holder by welding at the edge is made possible.
  • the formation of the compacting portion further prevents fanning or splitting at the edge of the heater vaporizer body.
  • the compression to form the Verdichtungsab- cut is carried out simultaneously with the punching of the Schutting- evaporator body along the
  • the punching tool used for punching can be adapted such that a separate tool area for forming the compacting section is formed directly on the punching tool.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a heater vaporizer body according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a heater vaporizer body according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the heater evaporator body according to the embodiment.
  • FIG. An embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the heater evaporator body 1 is for evaporating a liquid fuel, e.g. in particular may be formed by gasoline, diesel, ethanol or the like, designed in a mobile, fuel-powered heater.
  • the heater evaporator body 1 is formed of a metallic material and has a plurality of metal fibers.
  • the metallic material may in particular be a temperature-resistant steel.
  • the heater evaporator body may preferably be formed in multiple layers with a plurality of at least two layers, each formed by a plurality of metal fibers. In principle, however, is also a single-layered training with only a single layer, which is formed from a variety of metal fibers, possible.
  • the layers of the heater vaporizer body 1 may be e.g.
  • the material of the heater vaporizer body 1 is porous and absorbent, so that supplied liquid fuel in the heater vaporizer body 1 is dispersed by acting capillary forces and a large vaporization surface is provided.
  • the heater vaporizer body 1 has a substantially circular shape in plan view, which is preferred. However, another form is possible, in particular e.g. also an oval shape.
  • the heater vaporizer body 1 has an overall surface shape and extends substantially in one plane. In addition to the fully planar design of the heater vaporizer body 1 shown in the drawings, e.g. also a slightly convex or concave configuration possible.
  • the heater vaporizer body 1 In the direction perpendicular to its main plane of extension, the heater vaporizer body 1 has a thickness D, e.g. may range from 1 mm to 10 mm and is determined by the thickness of the individual layers and the number of layers.
  • the heater-evaporator body 1 has a peripheral edge 2, which limits the heater evaporator body 1 circumferentially.
  • a compression section 3 is formed, at which the thickness of the heater evaporator body 1 is reduced relative to the thickness of the heater evaporator body in its central region 4. is decorated.
  • the heater evaporator body 1 has a thickness d in the compression section 3 smaller than the thickness D of the heater evaporator body 1 in the central area 4.
  • the reduced thickness d in the compression section 3 is produced by compressing the material of the heater evaporator body 1, in particular by compressing in a direction perpendicular to the main extension plane of the heater evaporator body 1.
  • the thickness D of the heater evaporator body 1 in the central area 4 and the reduced thickness d in the compression section 3 are respectively determined in the direction perpendicular to the main extension plane of the heater evaporator body 1.
  • the compression section 3 extends all the way along the entire peripheral edge 2 of the heater vaporizer body 1. Such a full extent of the compression section 3 is preferred, but it is also possible, in principle, such a compression section 3 only over part of the circumference form along the peripheral edge or a plurality of such compression sections 3 over the circumference of the Edelêt- evaporation body 1 distributed along the edge 2 form.
  • the compression section 3 extends with a substantially constant width X along the edge 2 of the heater evaporator body 1.
  • a substantially constant width is to be understood that the width of the compression section 3 on the Extension of the compression section 3 varies by at most + 10%.
  • the width X of the compression section 3 is at least 1.5 mm in order to provide a sufficiently large width of the compression section 3. In particular, it can be reliably ensured that a sufficiently large area is available for the central area 4 of the heater evaporator body 1 which provides the evaporation area.
  • the width of the compression section 3 is to be determined in the main extension plane of the heater evaporator body 1 in each case in the direction perpendicular to the edge 2.
  • the transition from the compression section 3, which has the reduced thickness d, to the central area 4, which has the thickness D, is relatively sharp, so that the transition area over which the thickness increases has a smaller width than the compression area. section 3 has.
  • the reduced thickness d in the compression section 3 is at most 80% of the thickness D in the central area 4 of the heater evaporator body 1. In the illustrated embodiment, the reduced thickness d in the compression section 3 is approximately 60% of the thickness D in the central area 4.
  • the reduced thickness d in the compression section 3 is substantially constant over the extent of the compression section 3 and varies by at most 0, 1 mm up and down of the predetermined nominal thickness, more preferably by at most 0.05 mm.
  • the material of the heater vaporizer body 1 is compressed in the compression section 3 to almost the maximum achievable final density, so there is almost no porosity, in particular, the material is compressed to at least 90% of the theoretical density.
  • Theoretical density refers to the density that the material has when it is free of voids.
  • the above-described heater vaporizer body 1 is installed in an evaporator burner assembly of a mobile fuel-operated heater (not shown).
  • the fuel evaporator body 1 is supplied via a fuel line liquid fuel and this is distributed due to the porous, absorbent material in the Schunado- evaporator body 1.
  • the evaporator body 1 takes place there in the operation of the mobile, fuel-operated heater, in particular can be designed for a heater or an additional heating, an evaporation of the liquid fuel.
  • the vaporized fuel is mixed with supplied combustion air to a fuel-air mixture and reacted with the release of heat, which can be done especially in a flaming combustion.
  • a partial or fully catalytic conversion of the fuel-air mixture is also possible.
  • the material for the heater vaporizer body 1 is prepared flatly.
  • multiple layers of porous, absorbent material are stacked on top of each other.
  • the individual layers each case metal fleece, metal mesh, metal mesh, metal mesh or Metallgewirke on.
  • the material can in particular be provided over a large area such that a plurality of heater evaporator bodies 1 can be produced from the material.
  • the porous absorbent material may be provided as a relatively large mat whose area corresponds to a plurality of the area required for a single heater evaporator body 1.
  • the heater evaporator body 1 is punched along its edge 2 of the porous, absorbent material.
  • the heater evaporator body 1 is separated from the originally provided large area material.
  • the stamping die used for punching has a peripheral cutting edge which causes the porous absorbent material to be severed.
  • the punching tool on a Kompakt ists Geneva which is adapted to compress the porous absorbent material in an adjacent to the edge 2 region of the heater vaporizer body 1 simultaneously with the punching, thus the Forming compression section 3.
  • the compression section 3 is simultaneously produced in the same step by punching out the heater evaporator body 1 along the edge 2 of the porous, absorbent material. In this way, a particularly time-saving and cost-effective procedure is made possible.
  • the compression section 3 in a separate process step, wherein the formation of the compression section 3, e.g. can be done after punching along the peripheral edge 2 or also, for.
  • the compression section 3 can be formed in the porous, absorbent material by compression and then the punching of the heater vaporizer body 1 along the peripheral edge 2 takes place.

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Abstract

Es wird ein Heizgerät-Verdampferkörper (1) zum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffs in einem brennstoffbetriebenen Heizgerät bereitgestellt. Der Heizgerät-Verdampferkörper (1) ist aus einem saugfähigen, porösen Material gebildet und weist einen umlaufenden Rand (2) auf. Entlang des Rands (2) ist ein Verdichtungsabschnitt (3) ausgebildet, an dem die Dicke des Heizgerät-Verdampferkörpers (1) gegenüber einem zentralen Bereich (4) des Heizgerät-Verdampferkörpers (1) durch Verdichten verringert ist.

Description

Heizgerät- Verdampferkörper und Verfahren zur Herstellung eines solchen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizgerät- Verdampferkörper, ein mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einem solchen und ein Verfahren zur Herstellung eines Heizge- rät- Verdampferkörpers.
In mobilen, mit flüssigem Brennstoff betriebenen Heizgeräten kommen häufig sogenannte Verdampferbrenner zum Einsatz, bei denen der flüssige Brennstoff, der insbesondere durch Benzin, Diesel, Ethanol oder ähnliches gebildet sein kann, an einem Verdampferkörper ver- dampft, mit zugeführter Brennluft zu einem Brennstoff-Luft-Gemisch vermischt und anschließend unter Freisetzung von Wärme umgesetzt wird. Die zum Einsatz kommenden Verdampferkörper sind aus einem porösen, saugfähigen Material gebildet und können insbesondere eine oder mehrere Lagen aus Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallgewirke aufweisen.
Unter einem„mobilen Heizgerät" wird im vorliegenden Kontext ein Heizgerät verstanden, das für den Einsatz in mobilen Anwendungen ausgelegt und dementsprechend angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass es transportabel ist (ggf. in einem Fahrzeug fest eingebaut oder lediglich für den Transport darin untergebracht) und nicht ausschließlich für einen dau- erhaften, stationären Einsatz, wie es beispielsweise bei der Beheizung eines Gebäudes der Fall ist, ausgelegt ist. Dabei kann das mobile Heizgerät auch fest in einem Fahrzeug (Landfahrzeug, Schiff, etc.), insbesondere in einem Landfahrzeug, installiert sein. Insbesondere kann es zur Beheizung eines Fahrzeug-Innenraums, wie beispielsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, sowie eines teiloffenen Raumes, wie er beispielsweise auf Schiffen, insbeson- dere Yachten, aufzufinden ist, ausgelegt sein. Das mobile Heizgerät kann auch vorübergehend stationär eingesetzt werden, wie beispielsweise in großen Zelten, Containern (zum Beispiel Baucontainern), etc. Insbesondere kann das mobile Heizgerät als Standheizung oder Zusatzheizung für ein Landfahrzeug, wie beispielsweise für einen Wohnwagen, ein Wohnmobil, einen Bus, einen Pkw, etc., ausgelegt sein.
Aufgrund des porösen, saugfähigen Materials und dem Erfordernis einer möglichst kostengünstigen Herstellung der Heizgerät- Verdampferkörper weisen diese oftmals insbesondere an einem umlaufenden Rand eine relativ Undefinierte Form auf bzw. sind mit relativ großen Dickentoleranzen behaftet. Insbesondere bei einer unter Kostengesichtspunkten vorteilhaften Herstellung des Heizgerät- Verdampferkörpers durch Ausstanzen aus dem porösen, saugfähigen Material tritt häufig eine Toleranz in der Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers an dem Rand von bis zu 20 % der Nenn-Dicke auf. Aufgrund dieses Sachverhalts müssen bei der Montage des Heizgerät- Verdampferkörpers häufig zusätzliche Toleranzausgleichselemente eingesetzt werden oder es muss eine sehr große Halterung verwendet werden, die die Oberfläche des Heizgerät- Verdampferkörpers nachteilig zum Teil bedeckt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Heizgerät- Verdampferkörper, ein verbessertes mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einer Verdampferbrenner- anordnung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Heizgerät- Verdampferkörpers bereitzustellen, die eine kostengünstige Herstellung ermöglichen und Probleme bei der Montage des Heizgerät- Verdampferkörpers verringern.
Die Aufgabe wird durch einen Heizgerät- Verdampferkörper nach Anspruch 1 gelöst. Vorteil- hafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Heizgerät- Verdampferkörper zum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffs in einem brennstoffbetriebenen Heizgerät ist aus einem saugfähigen, porösen Material gebildet und weist einen umlaufenden Rand auf. Entlang des Rands ist ein Verdichtungsabschnitt ausge- bildet, an dem die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers gegenüber einem zentralen Bereich des Heizgerät- Verdampferkörpers durch Verdichten verringert ist. Aufgrund des Verdichtungsabschnitts, an dem die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers verringert ist und der sich entlang des Rands erstreckt, kann auch bei einer sehr kostengünstigen Herstellung, bei der der Heizgerät- Verdampferkörper z.B. entlang des Rands aus dem porösen, saugfähi- gen Material ausgestanzt wird, eine wohldefinierte Ausgestaltung des Randes des Heizgerät- Verdampferkörpers bereitgestellt werden, die eine besonders einfache und kostengünstige Befestigung des Heizgerät- Verdampferkörpers an einem Halter ermöglicht. Insbesondere kann eine Befestigung ohne zusätzliche Toleranzausgleichselemente erfolgen und es kann z.B. eine Befestigung über einen sehr schmalen Haltering erfolgen, der den eigentlich aktiven Bereich des Verdampferkörpers nicht überdeckt. Bei einer ausreichend großen Verdichtung in dem Verdichtungsabschnitt ist z.B. auch eine direkte Befestigung des Verdampferkörpers an einer Halterung durch Verschweißen am Rand ermöglicht. Bei einem Heizgerät- Verdampferkörper, der eine Mehrzahl von Lagen aufweist, verhindert die Ausbildung des Verdichtungsabschnitts ferner ein Auffasern oder Aufspleißen am Rand des Heizgerät- Verdampferkörpers. Der Verdichtungsabschnitt kann sich insbesondere umlaufend entlang des gesamten Randes erstrecken, es ist jedoch z.B. auch möglich, dass sich ein Verdichtungsabschnitt nur über einen Teil des Randes erstreckt oder mehrere Verdichtungsabschnitte vorgesehen sind, die sich jeweils über Teilabschnitte des Randes erstrecken.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Heizgerät- Verdampferkörper zumindest eine Lage aus Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallgewirke auf. In diesem Fall kann der Heizgerät- Verdampferkörper mit guter Temperaturbeständigkeit und guten Verdampfungseigenschaften besonders kostengünstig hergestellt werden. Verglichen mit z.B. Heizgerät- Verdampferkörpern aus einem porösen keramischen Material ist eine deutlich kostengünstigere Fertigung ermöglicht.
Bevorzugt ist der Heizgerät- Verdampferkörper mehrlagig aufgebaut, mit einer Mehrzahl von Lagen, die jeweils Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallge- wirke aufweisen. In diesem Fall können die Eigenschaften des Heizgerät- Verdampferkörpers im Hinblick auf die Brennstoffverteilung und Brennstoffverdampfung in kostengünstiger und einfacher Weise gut eingestellt werden. Durch den Verdichtungsabschnitt ist ferner ein Auffasern oder Auf spleißen der einzelnen Lagen bzw. zwischen den Lagen am Rand des Heizgerät- Verdampferkörpers verhindert.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Verdichtung sab schnitt eine Breite von zumindest 1,5 mm auf. Mit einer Breite in diesem Bereich ist ein ausreichend breiter und wohldefinierter Verdichtungsabschnitt bereitgestellt. Andererseits kann auch der durch den Verdichtungsabschnitt eingenommene Flächenanteil des Heizgerät- Verdampferkörpers so gering gehalten werden, dass ein großer Flächenanteil für den Verdampfungsprozess ungehindert zur Verfügung steht. Bevorzugt kann der Verdichtungsabschnitt eine Breite von zumindest 2 mm aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Verdichtung sab schnitt eine Dicke auf, die höchsten 80 % der Dicke in dem zentralen Bereich beträgt. In diesem Fall ist das Material des Heizgerät-Verdampferkörpers in dem Verdichtungsabschnitt so stark verdichtet, dass sich zuverlässig eine gleichbleibende und wohldefinierte Dicke des Verdichtung sab Schnitts einstellt. Bevorzugt ist die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers über die Breite des Verdichtungsabschnitts im Wesentlichen konstant. Unter„im Wesentlichen konstant" wird vorliegend ver- standen, dass die Dicke um höchstens 0,1 mm nach oben oder nach unten von einer Nenndicke des Verdichtungsabschnitts abweicht. Bevorzugt weicht die Dicke um höchstens 0,05 mm nach oben oder nach unten ab. Gemäß einer Weiterbildung ist das Material des Heizgerät- Verdampferkörpers in dem Verdichtungsabschnitt auf zumindest 90 % der theoretischen Dichte verdichtet. In diesem Fall ist das Material in dem Verdichtungsabschnitt derart stark verdichtet, dass z.B. ein Verschweißen des Verdichtung sab Schnitts mit einem Halter für den Heizgerät- Verdampferkörper zuverlässig möglich ist.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Verdichtungsabschnitt umlaufend entlang des gesamten Rands ausgebildet. In diesem Fall ist eine zuverlässige Befestigung entlang des gesamten Au- ßenumfangs des Verdampferkörpers ermöglicht. Insbesondere bei einem mehrlagigen Verdampferkörper wird in diesem Fall besonders zuverlässig ein Auffasern am Rand des Heizge- rät- Verdampferkörpers verhindert.
Bevorzugt kann der Heizgerät- Verdampferkörper eine im Wesentlichen kreisrunde oder ovale Form haben. Die Aufgabe wird auch durch ein mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einer
Verdampferbrenneranordnung nach Anspruch 10, die einen zuvor angegebenen Heizgerät- Verdampferkörper aufweist, gelöst.
Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen eines Heizgerät- Verdampferkörpers nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Verfahren weist die Schritte auf:
- Bereitstellen eines porösen, saugfähigen Materials für den Heizgerät- Verdampferkörper, - Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers entlang eines Rands aus dem porösen, saugfähigen Material, und
- Verdichten des porösen, saugfähigen Materials unter Ausbildung eines Verdichtungsabschnitts, in dem der Heizgerät- Verdampferkörper eine verringerte Dicke aufweist, entlang des Randes. Mit dem Verfahren werden im Wesentlichen die zuvor bereits im Hinblick auf den Heizgerät- Verdampferkörper beschriebenen Vorteile erzielt. Da der Heizgerät- Verdampferkörper aus dem porösen, saugfähigen Material ausgestanzt wird, wird verglichen mit einer Fertigung durch z.B. Laserschneiden oder Wasserstrahlschneiden eine deutlich kostengünstigere Fertigung erreicht. Aufgrund des Verdichtung sab Schnitts, an dem die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers verringert ist und der sich entlang des Rands erstreckt, wird dabei eine wohldefinierte Ausgestaltung des Randes des Heizgerät- Verdampferkörpers bereitgestellt, die eine besonders einfache und kostengünstige Befestigung des Heizgerät- Verdampferkörpers an einem Halter ermöglicht. Insbesondere kann eine Befestigung ohne zusätzliche Toleranzausgleichselemente erfolgen und es kann z.B. eine Befestigung über einen sehr schmalen Haltering erfolgen, der den eigentlich aktiven Bereich des Verdampferkörpers nicht überdeckt. Bei einer ausreichend großen Verdichtung in dem Verdichtungsabschnitt ist z.B. auch eine direkte Befestigung des Verdampferkörpers an einer Halterung durch Verschweißen am Rand ermög- licht. Bei einem Heizgerät- Verdampferkörper, der eine Mehrzahl von Lagen aufweist, verhindert die Ausbildung des Verdichtungsabschnitts ferner ein Auffasern oder Aufspleißen am Rand des Heizgerät- Verdampferkörpers.
Gemäß einer Weiterbildung erfolgt das Verdichten zur Ausbildung des Verdichtungsab- Schnitts gleichzeitig mit dem Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers entlang des
Rands. In diesem Fall erfolgt eine sehr kostengünstige Fertigung mit wenigen Arbeits schritten. Z.B. kann das zum Ausstanzen zum Einsatz kommende Stanzwerkzeug derart angepasst sein, dass ein separater Werkzeugbereich zum Ausbilden des Verdichtungsabschnitts direkt an dem Stanzwerkzeug ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Fig. 1 ist eine schematische Aufsicht auf einen Heizgerät- Verdampferkörper gemäß einer Ausführungsform.
Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht des Heizgerät- Verdampferkörpers gemäß der Ausführungsform. Eine Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf die Fig. 1 und Fig. 2 beschrieben.
Der Heizgerät- Verdampferkörper 1 gemäß der Ausführungsform ist zum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffs, der z.B. insbesondere durch Benzin, Diesel, Ethanol oder Ähnliches gebildet sein kann, in einem mobilen, brennstoffbetriebenen Heizgerät ausgelegt. Der Heizgerät-Verdampferkörper 1 ist aus einem metallischen Material gebildet und weist eine Vielzahl von Metallfasern auf. Das metallische Material kann dabei insbesondere ein temperaturbeständiger Stahl sein. Insbesondere kann der Heizgerät- Verdampferkörper bevorzugt mehrlagig mit einer Mehrzahl von zumindest zwei Lagen ausgebildet sein, die jeweils durch eine Viel- zahl von Metallfasern gebildet sind. Grundsätzlich ist jedoch auch eine einlagige Ausbildung mit nur einer einzelnen Lage, die aus einer Vielzahl von Metallfasern gebildet ist, möglich. Die Lagen des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 können dabei z.B. durch ein Metallvlies mit einer ungeordneten Anordnung der einzelnen Metallfasern, durch ein Metallgewebe, Metall- geflecht, ein Metallgestrick oder ein Metallgewirke gebildet sein. Das Material des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 ist porös und saugfähig, sodass zugeführter flüssiger Brennstoff in dem Heizgerät- Verdampferkörper 1 durch wirkende Kapillarkräfte verteilt wird und eine große Verdampfungsoberfläche bereitgestellt ist.
Der Heizgerät- Verdampferkörper 1 weist bei der Ausführungsform eine in Aufsicht im We- sentlichen kreisrunde Form auf, was bevorzugt ist. Es ist jedoch auch eine andere Form möglich, insbesondere z.B. auch eine ovale Form. Der Heizgerät- Verdampferkörper 1 weist insgesamt eine flächige Form auf und erstreckt sich Wesentlichen in einer Ebene. Neben der in den Zeichnungen dargestellten vollständig planaren Ausbildung des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 ist z.B. auch eine leicht konvex oder konkav gewölbte Ausgestaltung möglich.
In der Richtung senkrecht zu seiner Haupter streckungsebene weist der Heizgerät- Verdampferkörper 1 eine Dicke D auf, die z.B. im Bereich von 1 mm bis 10 mm liegen kann und durch die Dicke der einzelnen Lagen und die Anzahl der Lagen bestimmt ist. Der Heizgerät-Verdampferkörper 1 weist einen umlaufenden Rand 2 auf, der den Heizgerät- Verdampferkörper 1 umfangsseitig begrenzt.
Entlang des Randes 2 ist bei dem Heizgerät- Verdampferkörper 1 gemäß der Ausführungsform ein Verdichtungsabschnitt 3 ausgebildet, an dem die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 gegenüber der Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers in dessen zentralem Bereich 4 redu- ziert ist. Der Heizgerät- Verdampferkörper 1 weist in dem Verdichtungsabschnitt 3 eine Dicke d auf, die kleiner als die Dicke D des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 in dem zentralen Bereich 4 ist. Die reduzierte Dicke d in dem Verdichtungsabschnitt 3 ist durch Verdichten des Materials des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 erzeugt, insbesondere durch ein Verdichten in einer Richtung senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des Heizgerät- Verdampferkörpers 1. Die Dicke D des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 in dem zentralen Bereich 4 und die reduzierte Dicke d in dem Verdichtungsabschnitt 3 sind dabei jeweils in der Richtung senkrecht zu der Haupterstreckungsebene des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 bestimmt. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Verdichtungsabschnitt 3 ringsum entlang des gesamten umlaufenden Randes 2 des Heizgerät- Verdampferkörpers 1. Eine solche vollumfängliche Erstreckung des Verdichtungsabschnitts 3 ist bevorzugt, es ist jedoch z.B. grundsätzlich auch möglich, einen solchen Verdichtungsabschnitt 3 nur über einen Teil des Umfangs entlang des umlaufenden Randes auszubilden oder eine Mehrzahl von solchen Ver- dichtungsabschnitten 3 über den Umfang des Heizgerät- Verdampfungskörpers 1 verteilt entlang des Randes 2 auszubilden.
Wie insbesondere in Fig. 1 zusehen ist, erstreckt sich der Verdichtungsabschnitt 3 mit einer im Wesentlichen konstanten Breite X entlang des Randes 2 des Heizgerät- Verdampfungskörpers 1. Unter einer im Wesentlichen konstanten Breite ist dabei zu verstehen, dass die Breite des Verdichtungsabschnitts 3 über die Erstreckung des Verdichtungsabschnitts 3 um höchstens + 10 % variiert. Obwohl bei der Ausführungsform eine solche konstante Breite X dargestellt ist, ist es z.B. auch möglich, den Verdichtungsabschnitt 3 mit einer über seine Erstreckung variierenden Breite auszubilden. Die Breite X des Verdichtungsab- Schnitts 3 beträgt mindestens 1,5 mm, um eine ausreichend große Breite des Verdichtungsabschnitts 3 bereitzustellen. Es kann dabei insbesondere zuverlässig sichergestellt werden, dass eine ausreichend große Fläche für den die Verdampfungsfläche bereitstellenden zentralen Bereich 4 des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 zur Verfügung steht. Die Breite des Verdichtungsabschnitts 3 ist dabei in der Haupterstreckungsebene des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 jeweils in der Richtung senkrecht zu dem Rand 2 zu bestimmen.
Der Übergang von dem Verdichtungsabschnitt 3, der die reduzierte Dicke d aufweist, auf den zentralen Bereich 4, der die Dicke D aufweist, ist relativ scharf ausgebildet, sodass der Übergangsbereich, über den die Dicke zunimmt, eine geringere Breite als der Verdichtungsab- schnitt 3 aufweist. Die reduzierte Dicke d in dem Verdichtungsabschnitt 3 beträgt höchstens 80 % der Dicke D in dem zentralen Bereich 4 des Heizgerät- Verdampferkörpers 1. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt die reduzierte Dicke d in den Verdichtungsabschnitt 3 in etwa 60 % der Dicke D in dem zentralen Bereich 4. Die reduzierte Dicke d in dem Verdichtungsabschnitt 3 ist dabei über die Erstreckung des Verdichtungsabschnitts 3 im Wesentlichen konstant und variiert um höchstens 0, 1 mm nach oben und unten von der vorbestimmten Nenndicke, insbesondere bevorzugt um höchstens 0,05 mm.
Bei der Ausführungsform ist das Material des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 in dem Verdichtungsabschnitt 3 bis auf nahezu die maximal erzielbare Enddichte verdichtet, sodass dort nahezu keine Porosität mehr vorliegt, insbesondere ist das Material bis auf zumindest 90 % der theoretischen Dichte verdichtet. Theoretische Dichte bezeichnet die Dichte, die das Material aufweist, wenn es frei von Hohlräumen ist. Eine derart starke Verdichtung in dem Verdichtungsabschnitt 3 ermöglicht ein zuverlässiges Befestigen des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 in einem Halter über Verschweißen des Verdichtung sab Schnitts 3 mit dem Halter.
Bei der Ausführungsform wird der zuvor beschriebene Heizgerät- Verdampferkörper 1 in einer Verdampferbrenneranordnung eines mobilen, brennstoffbetriebenen Heizgeräts (nicht dargestellt) eingebaut. In der Verdampferbrenneranordnung wird dem Heizgerät- Verdampferkörper 1 über eine Brennstoffleitung flüssiger Brennstoff zugeführt und dieser verteilt sich aufgrund des porösen, saugfähigen Materials in dem Heizgerät- Verdampferkörper 1. In und an dem Verdampferkörper 1 erfolgt dort im Betrieb des mobilen, brennstoffbetriebenen Heizgeräts, das insbesondere für eine Standheizung oder eine Zusatz - heizung ausgelegt sein kann, eine Verdampfung des flüssigen Brennstoffs. Der verdampfte Brennstoff wird mit zugeführter Brennluft zu einem Brennstoff-Luft-Gemisch durchmischt und unter Freisetzung von Wärme umgesetzt, was insbesondere in einer flammenden Verbrennung erfolgen kann. Eine teil- oder voll-katalytische Umsetzung des Brennstoff-Luft- Gemischs ist jedoch ebenfalls möglich.
Bei einem Verfahren zum Herstellen des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 gemäß der Ausführungsform wird zunächst in einem ersten Schritt das Material für den Heizgerät- Verdampferkörper 1 flächig vorbereitet. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung werden mehrere Lagen porösen, saugfähigen Materials übereinander geschichtet. Die einzelnen Lagen wei- sen dabei jeweils Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallgewirke auf. Das Material kann dabei insbesondere großflächig derart bereitgestellt werden, dass eine Mehrzahl von Heizgerät- Verdampferkörpern 1 aus dem Material hergestellt werden kann. Zum Beispiel kann das poröse, saugfähige Material als eine relativ große Matte bereit- gestellt werden, deren Fläche einer Vielzahl der für einen einzelnen Heizgerät- Verdampferkörper 1 benötigten Fläche entspricht.
In einem zweiten Schritt wird der Heizgerät- Verdampferkörper 1 entlang seines Randes 2 aus dem porösen, saugfähigen Material ausgestanzt. Dabei wird der Heizgerät- Verdampferkörper 1 aus dem ursprünglich großflächig bereitgestellten Material vereinzelt. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das zum Ausstanzen benutzte Stanzwerkzeug eine umlaufende Schneide auf, die das Durchtrennen des porösen, saugfähigen Materials bewirkt. In einem an die umlaufende Schneide radial innenliegend angrenzenden Bereich weist das Stanzwerkzeug einen Kompaktierungsbereich auf, der dazu ausgebildet ist, das poröse, saugfähige Material in einem an den Rand 2 angrenzenden Bereich des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 gleichzeitig mit dem Ausstanzen zu verdichten, um somit den Verdichtungsabschnitt 3 auszubilden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt somit das Erzeugen des Verdichtungsabschnitts 3 gleichzeitig in demselben Schritt mit dem Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 entlang des Randes 2 aus dem porösen, saugfähigen Material. In dieser Weise wird ein besonders zeitsparender und kostengünstiger Verfahrensablauf ermöglicht.
Gemäß einer Abwandlung ist es jedoch z.B. auch möglich, den Verdichtungsabschnitt 3 in einem separaten Verfahrensschritt auszubilden, wobei das Ausbilden des Verdichtungsab- Schnitts 3 z.B. nach dem Ausstanzen entlang des umlaufenden Randes 2 erfolgen kann oder auch z.B. zuerst der Verdichtungsabschnitt 3 in dem porösen, saugfähigen Material durch Verdichten ausgebildet werden kann und anschließend das Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers 1 entlang des umlaufenden Randes 2 erfolgt.

Claims

Patentansprüche
Heizgerät- Verdampferkörper (1) zum Verdampfen eines flüssigen Brennstoffs in einem brennstoffbetriebenen Heizgerät,
wobei der Heizgerät- Verdampferkörper (1) aus einem saugfähigen, porösen Material gebildet ist und einen umlaufenden Rand (2) aufweist,
wobei entlang des Randes (2) ein Verdichtungsabschnitt (3) ausgebildet ist, an dem die Dicke des Heizgerät- Verdampferkörpers (1) gegenüber einem zentralen Bereich (4) des Heizgerät- Verdampferkörpers (1) durch Verdichten verringert ist.
Heizgerät- Verdampferkörper nach Anspruch 1, der zumindest eine Lage aus Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallgewirke aufweist.
Heizgerät- Verdampferkörper nach Anspruch 1 oder 2, der mehrlagig aufgebaut ist, mit einer Mehrzahl von Lagen, die jeweils Metallvlies, Metallgewebe, Metallgeflecht, Metallgestrick oder Metallgewirke aufweisen.
Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verdichtungsabschnitt (3) eine Breite (X) von mindestens 1,5 mm aufweist, bevorzugt von mindestens 2 mm.
Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verdichtungsabschnitt (3) eine Dicke (d) aufweist, die höchsten 80 % der Dicke (D) in dem zentralen Bereich (4) beträgt.
Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Dicke (d) über die Breite (X) des Verdichtungsabschnitts (3) im Wesentlichen konstant ist.
Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Material des Heizgerät- Verdampferkörpers (1) in dem Verdichtungsabschnitt (3) auf zumindest 90 % der theoretischen Dichte verdichtet ist.
Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Verdichtungsabschnitt (3) umlaufend entlang des gesamten Randes (2) ausgebildet ist.
9. Heizgerät- Verdampferkörper nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine im Wesentlichen kreisrunde oder ovale Form hat.
10. Mobiles, brennstoffbetriebenes Heizgerät mit einer Verdampferbrenneranordnung, die einen Heizgerät- Verdampferkörper (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
11. Verfahren zum Herstellen eines Heizgerät- Verdampferkörpers mit den Schritten:
Bereitstellen eines porösen, saugfähigen Materials für den Heizgerät- Verdampferkörper (1),
- Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers (1) entlang eines Randes (2) aus dem porösen, saugfähigen Material, und
- Verdichten des porösen, saugfähigen Materials unter Ausbildung eines Verdichtungsabschnitts (3), in dem der Heizgerät- Verdampferkörper (1) eine verringerte Dicke (d) aufweist, entlang des Randes (2).
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verdichten zur Ausbildung des Verdichtungsabschnitts gleichzeitig mit dem Ausstanzen des Heizgerät- Verdampferkörpers entlang des Randes erfolgt.
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