DE102007016306A1 - Evaporator assembly, in particular for an evaporator burner of a vehicle heater, and method for producing an evaporator assembly - Google Patents
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Abstract
Eine Verdampferbaugruppe, insbesondere für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes, umfasst einen topfartigen Verdampermediumträger (12) sowie ein poröses Verdampfermedium (18), wobei das poröse Verdampfermedium (18) an eine Oberfläche (24, 26) des Verdampfermediumträgers durch eine flächige Lötverbindung (30) angebunden ist.An evaporator assembly, in particular for an evaporator burner of a vehicle heater, comprises a pot-like evaporator medium carrier (12) and a porous evaporator medium (18), the porous evaporator medium (18) being connected to a surface (24, 26) of the evaporator medium carrier by a flat solder joint (30) is.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdampferbaugruppe, beispielsweise für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes. Derartige Verdampferbaugruppen umfassen im Allgemeinen einen topfartigen Verdampfermediumträger mit einem daran angeordneten porösen Verdampfermedium. In dieses poröse Verdampfermedium wird flüssiger Brennstoff eingespeist, um diesen durch Kapillarförderwirkung im Innenvolumenbereich des porösen Verdampfermediums zu verteilen und dann an einer einer Brennkammer zugewandt liegenden Oberfläche des Verdampfermediums abzudampfen. Aufgrund der erforderlichen thermischen Beständigkeit derartiger Verdampferbaugruppen sind im Allgemeinen der Verdampfermediumträger und das poröse Verdampfermedium aus Metallmaterial aufgebaut, wobei für den Verdampfermediumträger beispielsweise Blechmaterial eingesetzt wird, während für das poröse Verdampfermedium beispielsweise ein Metallvlies oder -geflecht eingesetzt werden kann.The The present invention relates to an evaporator assembly, for example for one Evaporator burner of a vehicle heater. Such evaporator assemblies generally comprise a pot-like evaporator medium carrier with a arranged on it porous Evaporative medium. In this porous Evaporator medium becomes more fluid Fuel is fed to this by capillary action in the interior volume range of the porous Distribute evaporator medium and then at one of a combustion chamber facing surface Evaporate the evaporator medium. Due to the required thermal Stability of such Evaporator assemblies are generally the evaporator media carrier and the porous evaporator medium constructed of metal material, wherein for the evaporator medium carrier, for example Sheet metal is used while for the porous evaporator medium For example, a metal fleece or braid can be used can.
Bei derartigen Verdampferbaugruppen ist es bekannt, die Verbindung zwischen dem porösen Verdampfermedium und dem Verdampfermediumträger durch Punktschweißen oder durch Sintern herzustellen. Sowohl die Schweißverbindung als auch die Sinterverbindung hat eine nur punktuelle Anbindung des porösen Verdampfermediums an die Oberfläche des Verdampfermediumträgers zur Folge. Insbesondere werden bei der Herstellung einer Sinterverbindung die einzelnen Fasern des porösen Verdampfermediums im Bereich ihrer an den Verdampfermediumträger angrenzenden Enden bzw. Oberflächen durch punktuelle Verbindung angesintert. Zwischen diesen punktuellen Verbindungen entstehen vergleichsweise große kanalartige Strukturen, welche zur Folge haben, dass ein vergleichsweise großer Anteil des in die Verdampferbaugruppe eingespeisten flüssigen Brennstoffs sich entlang dieser kanalartigen Strukturen im Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an die Oberfläche des Verdampfermediumträgers bewegt und an diesem Angrenzungsbereich dann auch in flüssiger, also nicht verdampfter Form in Richtung Brennkammer austritt. Ein weiteres Problem ist eine vergleichsweise schlechte Wärmekopplung zwischen dem porösen Verdampfermedium und dem Verdampfermediumträger. Eine beispielsweise in Form einer Heizwendel ausgestaltete und an der Außenseite des Verdampfermediumträgers vorgesehene Heizeinrichtung, welche durch elektrische Erregung für eine zusätzliche Erwärmung der Verdampferbaugruppe sorgen kann, ist dabei dann nur vergleichsweise schlecht an das poröse Verdampfermedium thermisch angekoppelt.at Such evaporator assemblies, it is known the connection between the porous one Evaporator medium and the evaporator medium carrier by spot welding or to produce by sintering. Both the welded joint and the sintered joint has only a selective connection of the porous evaporator medium to the surface of the evaporator medium carrier result. In particular, in the production of a sintered compound, the individual fibers of the porous Evaporator medium in the region of their adjacent to the evaporator medium carrier Ends or surfaces sintered by selective connection. Between these punctual Connections arise comparatively large channel-like structures, which have the consequence that a comparatively large proportion of the liquid fuel fed into the evaporator assembly is along this channel-like structures in the adjoining region of the porous evaporator medium to the surface of the evaporator medium carrier moved and at this adjoining area then also in liquid, So not vaporized form in the direction of the combustion chamber exits. One Another problem is a comparatively poor heat coupling between the porous Evaporator medium and the evaporator medium carrier. An example in Shape of a heating coil configured and on the outside of the evaporator medium carrier provided heater, which by electrical excitation for an additional Warming the Evaporator assembly can ensure is then only comparatively bad on the porous evaporator medium thermally coupled.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verdampferbaugruppe, insbesondere für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes, und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitzustellen, mit welchen bei verbesserter Brennstoffverteilungscharakteristik auch eine bessere thermische Kopplung zwischen dem porösen Verdampfermedium und dem Verdampfermediumträger erlangt werden kann.It it is the object of the present invention to provide an evaporator assembly, especially for one Evaporator burner of a vehicle heater, and a method for To provide the same with which with improved Fuel distribution characteristics also better thermal Coupling between the porous Evaporator medium and the evaporator medium carrier can be obtained.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Verdampferbaugruppe, insbesondere für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes, umfassend einen topfartigen Verdampfermediumträger sowie ein poröses Verdampfermedium, wobei das poröse Verdampfermedium an eine Oberfläche des Verdampfermediumträgers durch eine flächige Lötverbindung angebunden ist.According to the invention this Task solved by an evaporator assembly, in particular for an evaporator burner of a Vehicle heater, comprising a pot-like evaporator medium carrier and a porous evaporator medium, being the porous one Evaporator medium to a surface of the evaporator medium carrier through a plane solder is connected.
Durch das Bereitstellen einer flächigen Lötverbindung wird das Entstehen kanalartiger Strukturen im Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an den Verdampfermediumträger vermieden. Gleichzeitig wird durch diese flächige Verbindung, also die Ausbreitung des Lötmaterials über die Oberfläche des Verdampfermediumträgers, eine deutlich verbesserte thermische Ankopplung des porösen Verdampfermediums an den Verdampfermediumträger realisiert.By the provision of a flat solder is the emergence of channel-like structures in the adjoining area of the porous one Evaporator medium to the evaporator medium carrier avoided. simultaneously is through this area Connection, so the spread of the solder material over the surface of the Evaporator medium carrier a significantly improved thermal coupling of the porous evaporator medium to the evaporator medium carrier realized.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Verdampfermediumträger mit einer Bodenwandung und einer Umfangswandung ausgebildet ist und dass die flächige Lötverbindung im Wesentlichen den gesamten Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an eine Oberfläche der Bodenwandung umfasst.For example can be provided that the evaporator medium carrier with a bottom wall and a peripheral wall is formed and that the areal solder essentially the entire abutment region of the porous evaporator medium to a surface the bottom wall comprises.
Um auch in Umfangsbereichen das Entstehen von kanalartigen Strukturen zu vermeiden, wird weiter vorgeschlagen, dass die flächige Lötverbindung alternativ oder zusätzlich im Wesentlichen den gesamten Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an eine Oberfläche der Umfangswandung umfasst.Around also in peripheral areas the emergence of channel-like structures It is further proposed that the flat solder joint alternatively or additionally essentially the entire abutment region of the porous evaporator medium to a surface the peripheral wall comprises.
Um in einfacher Art und Weise die Lötverbindung realisieren zu können, wird vorgeschlagen, der Verdampfermediumträger oder/und das poröse Verdampfermedium aus Metallmaterial aufgebaut ist.Around in a simple way, the solder joint to be able to realize is proposed, the evaporator medium carrier and / or the porous evaporator medium is constructed of metal material.
Alternativ ist es möglich, dass der topfartige Verdampfermediumträger oder/und das poröse Verdampfermedium im Wesentlichen aus nicht metallischem Material, vorzugsweise Keramikmaterial, aufgebaut ist.alternative Is it possible, that the cup-like evaporator medium carrier and / or the porous evaporator medium essentially of non-metallic material, preferably ceramic material, is constructed.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die voranstehende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verdampferbaugruppe, insbesondere für einen Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgerätes, umfassend die Maßnahmen:
- a) Bereitstellen eines topfartigen Verdampfermediumträgers,
- b) Anordnen eines porösen Verdampfermediums an dem Verdampfermediumträger,
- c) Herstellen einer flächigen Lötverbindung zwischen dem porösen Verdampfermedium und dem Verdampfermediumträger.
- a) providing a pot-like Verdampferme diumträgers,
- b) arranging a porous evaporator medium on the evaporator medium carrier,
- c) producing a flat solder joint between the porous evaporator medium and the evaporator medium carrier.
Die flächige Lötverbindung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Maßnahme c) das Anordnen von Lötmaterial an einer Oberfläche des Verdampfermediumträgers und vor oder nach Durchführung der Maßnahme b) das Schmelzen des Lötmaterials umfasst.The area solder can for example be realized by the measure c) arranging soldering material on a surface of the Evaporator medium carrier and before or after execution the measure b) the melting of the solder material includes.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass der Verdampfermediumträger eine Bodenwandung sowie eine Umfangswandung umfasst und dass bei der Maßnahme c) eine flächige Lötverbindung zwischen dem porösen Verdampfermedium und einer Oberfläche der Bodenwandung im Wesentlichen im gesamten Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an die Oberfläche der Bodenwandung hergestellt wird, oder/und dass bei der Maßnahme c) eine flächige Lötverbindung zwischen dem porösen Verdampfermedium und einer Oberfläche der Umfangswandung im Wesentlichen im gesamten Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an die Oberfläche der Umfangswandung hergestellt wird.at the method according to the invention can be provided that the evaporator medium carrier a Bottom wall and a peripheral wall includes and that in the measure c) a flat solder joint between the porous Evaporator medium and a surface of the bottom wall substantially in the entire adjoining area of the porous evaporator medium to the surface the bottom wall is manufactured, or / and that in measure c) a plane solder between the porous Evaporator medium and a surface of the peripheral wall substantially in entire abutment area of the porous evaporator medium to the surface the peripheral wall is made.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeugheizgerät mit einem Verdampferbrenner, der mit einer erfindungsgemäß aufgebauten bzw. hergestellten Verdampferbaugruppe ausgestattet ist.The The invention further relates to a vehicle heater with an evaporator burner, the constructed with an inventive or manufactured evaporator assembly is equipped.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:The The invention will be described below with reference to the attached figures described in detail. It shows:
In
Das
beispielsweise aus Metallvlies, Metallgeflecht oder sonstiger porenartiger
Metallmaterialstruktur hergestellte poröse Verdampfermedium
Man
erkennt in
Durch
diese flächige
Ausgestaltung der Lötmateriallage
Neben
der Vergleichmäßigung der
Brennstoffverteilung wird durch das Bereitstellen der flächigen Lötverbindung
auch ein deutlich besserer thermischer Kontakt zwischen dem porösen Verdampfermedium
Es
sei darauf hingewiesen, dass das Überziehen im Wesentlichen der
ge samten Oberflächen
Zur
Herstellung der vorangehend beschriebenen Verdampferbaugruppe
Soll
lediglich im Bereich der Bodenwandung
Bei der vorangehend beschriebenen Herstellungsprozedur kann es vorteilhaft sein, durch ein Gewicht den Verdampfermediumträger, das Lötmaterial bzw. das poröse Verdampfermedium zu beschweren. Dadurch wird erreicht, dass möglicherweise noch vorhandene Spalte im Angrenzungsbereich des porösen Verdampfermediums an den Verdampfermediumträger beseitigt werden, insbesondere auch dann, wenn diese Baugruppen zum Aufschmelzen des Lötmaterials erwärmt werden. Das Lötmaterial verteilt sich dann auch im Übergangsbereich zwischen dem Verdampfermediumträger und dem Verdampfermedium durch Kapillarwirkung flächig und erzeugt somit eine sehr gleichmäßige Anbindungswirkung. Das Entstehen größerer Spalte, in welchen auch verstärkt Lötmaterial angesammelt wird, kann somit verhindert werden.at The manufacturing procedure described above may be advantageous be by a weight of the evaporator medium carrier, the solder material or the porous evaporator medium to complain. This ensures that possibly still existing Column in the adjoining area of the porous evaporator medium to the Evaporator medium carrier be eliminated, especially if these modules for melting the soldering material heated become. The solder material then spreads in the transition area between the evaporator medium carrier and the evaporator medium by capillary action surface and thus produces a very uniform connection effect. The emergence of larger gaps, in which reinforced soldering material accumulated, can thus be prevented.
Wie
vorangehend bereits beschrieben, ist es möglich, den topfartigen bzw.
schalenartigen Verdampfermediumträger
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass eine derartige Verdampferbaugruppe selbstverständlich nicht nur in Verbindung mit einem Verdampferbrenner eines Fahrzeugheizgeräts eingesetzt werden kann. Auch in zur Herstellung von wasserstoffhaltigem Gas für Brennstoffzellen eingesetzten Reformern, in welchen flüssiger Kohlenwasserstoff in die Dampfphase zu überführen ist, kann der erfindungsgemäße Aufbau seine Vorteile entfalten.In conclusion, be pointed out that such an evaporator assembly of course not used only in conjunction with an evaporator burner of a vehicle heater can be. Also in for the production of hydrogen-containing gas for fuel cells used in which liquid hydrocarbon in the Vapor phase is to be transferred, can the structure of the invention to realize its advantages.
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