DE4327139A1 - Process for reducing odor and pollutant emissions from heating devices for vehicles and arrangement for carrying out the process - Google Patents

Abstract

A method for reducing the emission of odour and pollutants arising during the operation of a heating apparatus for vehicles is described, by which method the exhaust gases produced in the combustion chamber (1) of the heating apparatus during the combustion of the liquid fuel are guided over catalytically active layers arranged within the heating apparatus. Also disclosed is an arrangement having the two possibilities, which can be employed individually but also in combination, whereby a) the layers forming the flow path for the exhaust gas within the heating apparatus, namely the outer surface of the flame tube (7) and the inner surface of the heat exchanger (12), are coated to be catalytically active and/or b) a catalytically active knitted fabric (21.3) is arranged in the space formed between flame tube and heat exchanger. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Geruchs- und Schadstoffemission bei dem Betrieb eines Heiz­ gerätes für Fahrzeuge, in dem durch Verbrennung von flüssi­ gem Brennstoff Wärme erzeugt wird, die über einen Wärmeträ­ ger einem Heizungswärmetauscher zugeführt wird und der Be­ heizung eines Fahrzeugraumes dient und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens bei einem fahrzeugmotorunab­ hängigen Heizgerät, bei dem der Wärmetauscher konzentrisch zu der Brennkammer und dem Flammrohr angeordnet ist und das Abgas nach dem Austritt aus dem Flammrohr umgelenkt und durch den Wärmetauscher zum Abgasaustritt geführt wird.The invention relates to a method for reducing the Odor and pollutant emissions when operating a heater device for vehicles in which by burning liquid According to fuel, heat is generated via a heat transfer medium ger is supplied to a heating heat exchanger and the loading heating a vehicle compartment and an arrangement for Implementation of this procedure with a vehicle engine independent hanging heater where the heat exchanger is concentric is arranged to the combustion chamber and the flame tube and that Exhaust gas deflected after exiting the flame tube and is led through the heat exchanger to the exhaust gas outlet.

Es sind Heizgeräte bekannt zur Beheizung des Fahrzeuginnen­ raumes und zur Scheibenenteisung, um die Fahrsicherheit und den Fahrkomfort gerade in der Zeit zu verbessern bis der Motor des Fahrzeuges ausreichend Wärme zur Beheizung des Fahrzeuginnenraumes abgibt und während der Zeit, in der der Motor des Fahrzeuges nicht ausreichend Wärme erzeugt, z. B. bei extrem niedrigen Außentemperaturen. Darüber hinaus wer­ den solche Heizgeräte auch benutzt um den Fahrzeugmotor vorzuwärmen, so daß er leichter startet. Unter Fahrzeug werden dabei nicht nur Pkw sondern auch Nutzfahrzeuge, Bau­ maschinen und Schiffe verstanden, die über einen Antriebs­ motor verfügen und eine zum Aufenthalt des Betreibers be­ stimmte Kabine oder einen zu beheizenden Frachtraum. Diese Heizgeräte werden nach der Art des zur Verbrennung zu Heiz­ zwecken verwendeten flüssigen Brennstoffes in "Benzin-" und "Dieselgeräte" unterteilt und jeder der beiden Typen wieder nach dem Wärmeübertragungsmittel in "Luft-" und "Wasser­ geräte".Heaters are known for heating the vehicle interior space and for window defrosting to ensure driving safety and to improve driving comfort just in time until the Engine of the vehicle has sufficient heat to heat the Gives up vehicle interior and during the time in which the Engine of the vehicle does not generate enough heat, e.g. B. at extremely low outside temperatures. In addition, who which such heaters also used around the vehicle engine preheat so that it starts easier. Under vehicle not only cars, but also commercial vehicles, construction understood machines and ships that have a drive motor and one for the operator's stay agreed cabin or a cargo hold to be heated. These Heaters are made according to the type of combustion used for heating used liquid fuel in "gasoline" and "Diesel devices" divided and each of the two types again  after the heat transfer medium in "air" and "water equipment".

Ein mit Luft als Wärmeübertragungsmittel arbeitendes Heiz­ gerät zeigt die DE 38 08 061 C2, ein mit einem flüssigen Wärmeübertragungsmittel arbeitendes Heizgerät die DE 39 43 335 A1. Sowohl bei den mit Benzin als auch bei den mit Dieselkraftstoff betriebenen Heizgeräten erfolgt die Verbrennung nach entsprechender Aufbereitung in einer Brennkammer und einem nachfolgenden Flammrohr, und die hei­ ßen Abgase werden entlang eines Wärmetauschers (Heizungs­ wärmetauscher) geführt zur Wärmeübertragung auf das Wärme­ übertragungsmittel. Sodann verläßt das Abgas das Heizgerät über einen Abgasaustrittsstutzen und eine in der Regel kur­ ze Abgasleitung. Damit ist der Weg, den das Abgas bis zum Austritt ins Freie zurücklegt, sehr kurz verglichen mit den Abgasleitungen eines Fahrzeugmotors mit mehreren Schall­ dämpfern. Während die Abgase des Fahrzeugmotors durch Ein­ richtungen zur Abgasreinigung geleitet und gereinigt wer­ den, z. B. in einem 3-Wege-Katalysator oder einem Partikel­ filter bei mit Dieselkraftstoff betriebenen Motoren, ist dies bei Heizgeräten nicht der Fall und schien bisher auch nicht möglich und auch nicht nötig, da die Verbrennung in einem Heizgerät optimal eingestellt werden kann und mit der Verbrennung in einem Fahrzeugmotor nicht vergleichbar ist hinsichtlich der auftretenden Betriebsbelastungen (Stillstand bis Vollgas und Schiebebetrieb).A heater that uses air as a heat transfer medium DE 38 08 061 C2 shows one with a liquid Heat transfer medium working heater the DE 39 43 335 A1. Both with petrol and with with diesel fuel operated heaters Combustion after appropriate preparation in a Combustion chamber and a subsequent flame tube, and the hot exhaust gases are passed along a heat exchanger (heating heat exchanger) leads to heat transfer to the heat means of transmission. The exhaust gas then leaves the heater via an exhaust outlet and a usually cure ze exhaust pipe. This is the way that the exhaust gas up to Leaving outside, very short compared to the Exhaust pipes of a vehicle engine with multiple sounds dampers. While the exhaust gases of the vehicle engine by On Direction for exhaust gas cleaning and who cleaned the, e.g. B. in a 3-way catalyst or a particle filter for engines powered by diesel fuel this was not the case with heaters and seemed to be so far not possible and also not necessary because the combustion in a heater can be set optimally and with the Combustion in a vehicle engine is not comparable with regard to the operating loads that occur (Standstill until full throttle and push operation).

Nach der DE 37 13 476 C2 ist ein Heizgerät bekannt, bei dem eine wirksame Schalldämpfung durch Schalldämpfungsmittel im Inneren des Heizgerätes bewirkt werden soll. Hierzu sind schalldämpfende Schichten und/oder Einsätze in der Brenn­ kammer in einem flammenlosen Bereich angeordnet. Diese Schichten bzw. Einsätze können porös oder mit Löchern ver­ sehen sein und aus einem katalytisch wirksamen Material be­ stehen, wobei Schichten aus schalldämmendem Material und solche aus katalytischem Material auch verteilt angeordnet sein sollen. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Reinigungswirkung nur sehr gering ist und sich mit zu­ nehmendem Zusetzen der Poren durch z. B. Rußpartikel die Schalldämpfwirkung verschlechtert.According to DE 37 13 476 C2, a heater is known in which effective sound absorption by means of sound damping agents in Inside the heater to be effected. For this are sound absorbing layers and / or inserts in the furnace chamber arranged in a flameless area. These Layers or inserts can be porous or with holes  be seen and be made of a catalytically active material stand, with layers of soundproofing material and those of catalytic material also arranged distributed should be. However, this arrangement has the disadvantage that the cleaning effect is very low and increases with increasing clogging of the pores by z. B. soot particles Soundproofing effect worsened.

Es hat sich gezeigt, daß das Abgas aus Heizgeräten trotz optimaler Einstellung Schadstoffe in einer Menge aufweist, die eine Reinigung wünschenswert erscheinen lassen, daß insbesondere Geruchsstoffe emittiert werden, die eine Be­ lästigung darstellen können, da sie als aromatische Kohlen­ wasserstoffe oder Schwefelwasserstoffe auftreten.It has been shown that the exhaust gas from heaters despite optimal setting has pollutants in a quantity which make cleaning seem desirable that especially odorous substances are emitted, the Be can represent nuisance as they are aromatic coals Hydrogen or hydrogen sulfide occur.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Verfahren aufzuzeigen, nach dem bei Heizgeräten für Fahrzeuge eine Abgasreinigung im Bereich des Heizgerä­ tes, also nicht in einer außerhalb des Heizgerätes angeord­ neten Abgasleitung erfolgt und eine Anordnung aufzuzeigen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.The present invention therefore has the object reasons to demonstrate a method according to which in heaters Exhaust gas cleaning in the area of the heater for vehicles tes, so not in one outside the heater neten exhaust pipe and an arrangement to show with which the procedure can be carried out.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das in der Brennkam­ mer mit nachfolgendem Flammrohr des Heizgerätes bei der Verbrennung des flüssigen Brennstoffes entstehende heiße Abgas über innerhalb des Heizgerätes angeordnete, kataly­ tisch wirksam beschichtete Abschnitte geführt wild. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, daß für die meisten der Anwendungsfälle eine ausreichende vom Abgas bei der Führung durch den Wärmetauscher beaufschlagte Fläche vorhanden ist, die katalytisch wirksam beschichtet für die Geruchs­ emissionsverringerung herangezogen werden kann. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Oberfläche des Wärmetauschers eine gewisse Rauhigkeit aufweist, damit die beschichtete Fläche vergrößert wird. In Fällen, in denen diese Flächen nicht ausreichen oder zu einer Nachrüstung vorhandener Geräte können solche Abschnitte in Form von katalytisch wirksam beschichteten Elementen eingebracht werden. Überraschend war dabei insbesondere, daß dabei keine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Heizgerätes festgestellt wurde, allenfalls eine gewisse Verflachung der Aufheizkurve, die jedoch in Kauf genommen werden kann.This problem is solved in that the Brennkam mer with the following flame tube of the heater at the Combustion of the hot liquid fuel Exhaust gas arranged inside the heater, catalyzed Effectively coated sections lead wildly. It has it has surprisingly been shown that for most of the Adequate use of exhaust gas in the management there is an area affected by the heat exchanger, which is catalytically effective coated for the smell emission reduction can be used. It is it is advantageous if the surface of the heat exchanger is a has some roughness, so the coated surface is enlarged. In cases where these areas are not  sufficient or to retrofit existing devices such sections can be catalytically effective coated elements are introduced. Surprised was in particular that there was no deterioration the efficiency of the heater has been determined, at most a certain flattening of the heating curve, the however, can be accepted.

Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dement­ sprechend dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg des Abgases zwischen der Brennkammer und dem Abgasaustritts­ stutzen katalytisch wirksam beschichtete Abschnitte ange­ ordnet sind. Dabei hat sich herausgestellt, daß es ausrei­ chend ist, wenn die vom Abgas des Heizgerätes beaufschlag­ ten Flächen des Wärmetauschers und die Außenflächen des Flammrohres mindestens teilweise katalytisch beschichtet sind. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, daß der Wärme­ tauscher an seiner Innenfläche, d. h. an der der Brennkammer und dem Flammrohr zugewandten Seite, mit Rippen versehen ist, so daß eine relativ große zur katalytisch wirksamen Beschichtung geeignete Fläche gegeben ist. Die Beschichtung liegt dabei im Mikro-Bereich, da in diesem Fall keine Be­ einträchtigung der für die Strömung vorgesehenen Fläche ge­ geben ist.The arrangement for carrying out the method is demented speaking characterized in that in the flow path of the Exhaust gas between the combustion chamber and the exhaust outlet support sections catalytically coated are arranged. It turned out that it was enough is appropriate when the exhaust gas from the heater is applied th surfaces of the heat exchanger and the outer surfaces of the Flame tube at least partially coated catalytically are. It is particularly advantageous that the heat exchanger on its inner surface, d. H. at the the combustion chamber and the side facing the flame tube, provided with ribs is, so that a relatively large catalytically effective Coating suitable area is given. The coating lies in the micro range, since in this case no loading impairment of the area provided for the flow ge give is.

Gemäß einer Weiterführung ist in einem Abschnitt des Abgas­ strömungsweges zwischen der Brennkammer-/Flammrohraußenwand und der Wärmetauscherinnenwand ein katalytisch beschichte­ tes metallisches Gestrick angeordnet. Derartige Gestricke sind aus der Abgasreinigungstechnik her bekannt und können leicht der durch die Rippen des Wärmetauschers vorgegebenen Kontur angepaßt werden. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Gestricke metallisch gefaßt sind und diese Fassung der Kontur des Wärmetauschers angepaßt ist. According to a continuation, the exhaust gas is in a section flow path between the combustion chamber / flame tube outer wall and catalytically coat the inner wall of the heat exchanger tes metallic knitted fabric arranged. Such knitted fabrics are known from exhaust gas purification technology and can easily that specified by the fins of the heat exchanger Contour to be adjusted. It has proven to be beneficial proven if the knitted fabrics are metallic and this version is adapted to the contour of the heat exchanger.  

Damit ist ein ringförmiges Element gegeben, das innen glatt ausgestaltet ist, so daß es auf das Flammrohr aufgesetzt werden kann, während die Außenkontur der des Wärmetauschers und seiner Rippen entspricht. Dieses Element kann gemäß einer Weiterführung mit einer elastischen Schicht umgeben sein, so daß zwischen der metallischen Fassung des Ge­ strickes und dem Wärmetauscher eine elastische Zwischen­ schicht entsteht. Diese kann gemäß einer Weiterführung der Erfindung aus Quellmaterial bestehen, so daß bei zunehmen­ der Temperatur eine zunehmende, festere Einpassung des Ele­ mentes in dem ihm angebotenen Raum erfolgt. Für die Axial­ lagerung dieses Elementes bieten sich verschiedene Möglich­ keiten an. Im einfachsten Fall wird ein entsprechender Ab­ satz an dem Flammrohr vorgesehen, gegen den das Element an­ liegt. Dabei erfolgt die axiale Belastung dieses Ringes nur von einer Seite, und durch die Verrippung ist eine radiale Fixierung gegeben, so daß eine einfache Sicherung gegen axiales Verschieben voll ausreicht. Diese Anordnung des Elementes hat außerdem den großen Vorteil, daß mit ihm vor­ handene Heizgeräte ohne besonderen Aufwand nachgerüstet werden können und daß dieses Bauteil jederzeit in sehr ein­ facher Weise ersetzt werden kann. Ein solches metallisches Gestrick ist auch geeignet, um bei mit Dieselkraftstoff be­ triebenen Heizgeräten auftretende Rußpartikel zurückzuhal­ ten. Ein Freibrennen des Elementes ist bei den vorgegebenen Temperaturen in dem Heizgerät ohne zusätzlichen Aufwand er­ zielbar.This creates a ring-shaped element that is smooth on the inside is designed so that it is placed on the flame tube can be, while the outer contour of that of the heat exchanger and its ribs. This element can be according to a continuation with an elastic layer be so that between the metallic frame of the Ge knitted and the heat exchanger an elastic intermediate layer arises. According to a continuation of the Invention consist of source material, so that increase the temperature an increasing, tighter fit of the Ele mentes in the room offered to him. For the axial Storage of this element offers various options arrive. In the simplest case, a corresponding Ab Set provided on the flame tube against which the element lies. The axial loading of this ring only takes place from one side, and through the ribbing is a radial Fixation given, so that a simple safeguard against axial displacement is sufficient. This arrangement of the Elementes also has the great advantage of being ahead of it existing heaters retrofitted without any special effort can be and that this component at any time in a very can be replaced in a number of ways. Such a metallic one Knitted fabric is also suitable to be used with diesel fuel Retard soot particles occurring in heating devices A free burning of the element is at the given Temperatures in the heater without additional effort targetable.

Schließlich kann auch gemäß der folgenden Variante die ge­ stellte Aufgabe gelöst werden, wobei diese Variante ebenso wie die zuvor beschriebene Anordnung des Gestrickkörpers alleine oder in Verbindung mit einer der anderen offenbar­ ten Reinigungsmöglichkeiten angewandt werden. Diese Vari­ ante besteht darin, daß im Endabschnitt des Flammrohres ein katalytisch beschichtetes Element angeordnet ist. In diesem Fall ist nicht wie bei dem Gestrick der Ringraum zwischen Wärmetauscher und Flammrohr mit einem Element besetzt, son­ dern das Flammrohr selbst. Dabei kann das katalytisch wirk­ same Element entweder ein Keramikmonolith sein, wie er in der Abgasreinigung üblicherweise verwendet wird, oder auch ein metallischer Wellkörper, wie er in der Kraftfahrzeug­ technik, z. B. bei Vorkatalysatoren, verwendet wird. Auf jeden Fall muß ein solches Element eine ausreichende Längserstreckung aufweisen, da sonst die Verweilzeit des Abgases in dem Element bei dessen Durchströmen zu gering ist. Dieses gilt insbesondere, wenn das Element auch als Rußfilter wirken soll. Bei dem Keramikkörper kann auch eine Ausgestaltung gewählt werden, die besonders geeignet ist, auftretende Rußpartikel zurückzuhalten. Derartige Keramik­ körper weisen eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen auf, die schachbrettartig eingangs- bzw. ausgangsseitig ver­ schlossen sind, so daß das Abgas jeweils in die offenen Kanäle eintritt, sodann durch den Keramikkörper zu den be­ nachbarten Kanälen hindurchtritt und von dort den Abgas­ behandlungskörper verläßt. Das bei dem Durchgang durch die­ sen Abgasbehandlungskörper angelagerte Rußpartikel läßt sich dann bei den gegebenen Temperaturverhältnissen in dem Flammrohr leicht durch Ausbrennen beseitigen.Finally, according to the following variant, the ge task to be solved, this variant as well like the arrangement of the knitted body described above alone or in connection with one of the others apparently cleaning options can be used. This Vari ante is that in the end section of the flame tube  Catalytically coated element is arranged. In this The case is not, as with the knitted fabric, the annular space between Heat exchanger and flame tube with one element, son the flame tube itself. This can have a catalytic effect same element either be a ceramic monolith as in the exhaust gas cleaning is usually used, or also a metallic corrugated body, as in the motor vehicle technology, e.g. B. is used in pre-catalysts. On in any case, such an element must be sufficient Have longitudinal extension, otherwise the residence time of the Exhaust gas in the element when it flows through is too low is. This applies in particular if the element is also considered Soot filter should act. In the ceramic body can also Selected configuration that is particularly suitable hold back soot particles. Such ceramics bodies have a large number of continuous channels, the checkerboard-like entry or exit side ver are closed so that the exhaust gas in each case in the open Channels enters, then through the ceramic body to the be neighboring channels and from there the exhaust gas treatment body leaves. That when going through the sen soot particles accumulated soot particles then at the given temperature conditions in the Remove the flame tube easily by burning it out.

Es hat sich gezeigt, daß meistens eine der aufgezeigten Möglichkeiten ausreicht, um eine wirksame Verringerung der Schadstoff- und Geruchsemission zu bewirken. Jedoch können diese drei Möglichkeiten, nämlich die Beschichtung der vor­ handenen Flächen oder der Einsatz eines Gestrickkörpers oder der Einsatz eines beschichteten Elementes beliebig miteinander kombiniert werden, so daß sich die vorliegende Erfindung auf jede der einzelnen Varianten, aber auch auf jede beliebige Kombination der offenbarten Varianten be­ zieht.It has been shown that mostly one of the shown Enough ways to effectively reduce the To cause pollutant and odor emissions. However, can these three ways, namely coating the front available areas or the use of a knitted body or the use of a coated element as desired can be combined with each other so that the present Invention on each of the individual variants, but also on  any combination of the disclosed variants pulls.

Anhand der Fig. 1 und 2, in denen eine Anordnung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht und schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung samt Weiterführungen erläutert und beschrieben. Es zeigt:Referring to Figs. 1 and 2, in which simplifies an arrangement for the implementing of the method according to the invention and schematically illustrated, the invention is explained, together with further guides and described. It shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Heizgerät mit Luft als Wärmeübertragungsmedium; Fig. 1 shows a longitudinal section through a heater with air as the heat transfer medium;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den brennerseitigen Teil eines Heizgerätes mit einem flüssigen Wärmeübertragungsmittel bei sonst gleichem Aufbau wie das Heizgerät nach Fig. 1. FIG. 2 shows a cross section through the part of a heater on the burner side with a liquid heat transfer medium with otherwise the same structure as the heater according to FIG. 1.

Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Heizgerät unter­ scheidet sich von dem in Fig. 2 im Querschnitt dargestell­ ten Heizgerät nur durch die unterschiedliche Führung des Wärmeübertragungsmittels, das im Beispiel nach Fig. 1 Luft ist und im Beispiel nach Fig. 2 eine Flüssigkeit. Daher ist der Wärmetauscher nach Fig. 1 beiderseits mit Rippen, Innen- und Außenrippen, versehen, und die Zu- und Abfuhr des Wärmeübertragungsmittels erfolgt abweichend voneinan­ der. Die unterschiedlich gewählten Ausführungsbeispiele zeigen, daß für die Anordnung der Katalysatoren der Aufbau des Heizgerätes keine Rolle spielt. Entscheidend ist das Vorhandensein eines Wärmetauschers, der die Brennkammer um­ gebend angeordnet ist.The heater shown in longitudinal section in FIG. 1 differs from the heater shown in cross section in FIG. 2 only by the different guidance of the heat transfer medium, which is air in the example of FIG. 1 and a liquid in the example of FIG. 2. Therefore, the heat exchanger of Figure 1. On both sides with ribs, the inner and outer ribs, is provided, and the supply and discharge of heat transfer medium occurs notwithstanding the voneinan. The differently chosen exemplary embodiments show that the structure of the heater is of no importance for the arrangement of the catalysts. The decisive factor is the presence of a heat exchanger which is arranged around the combustion chamber.

Das Heizgerät nach Fig. 1 hat eine Brennkammer 1, in der über den Zündkerzenstutzen 2 zugeführter Brennstoff, der über den Brennluftzufuhrstutzen 3 über ein Brennluftgebläse 4 angesaugte Luft zugemischt bekommt und so ein zündfähiges Gemisch bildet, das mittels der Zündeinrichtung 4 gezündet wird, verbrannt wird. An die Brennkammer 1 schließt sich eine als Flammenhalter wirkende Flammenblende 6 und ein Flammrohr 7 an. Auf der abgewandten Seite ist ein Gebläse­ motor 8 mit dem Heizluftgebläse 9 angeordnet, über das Luft als Wärmeübertragungsmittel aus dem Luftansaugstutzen 10 angesaugt und im Innern des Gehäuses 11 über den Wärmetau­ scher 12 geführt wird, bevor es das Heizgerät über den Aus­ laßstutzen 13 verläßt, um direkt oder über einen Heizungs­ wärmetauscher die Fahrzeugkabine auf zuheizen und die Ent­ eisung der Frontscheibe zu bewirken. Die Zündung des zünd­ fähigen Brennstoff-/Luft-Gemisches erfolgt bei dem Ausfüh­ rungsbeispiel in einer Vorkammer 14. Die Verbrennung findet in der Brennkammer 1 statt. Dabei reicht die Flamme in das Flammrohr 7, und die heißen Abgase verlassen das Flammrohr 7 und prallen auf die gewölbte Wand des Wärmetauschers 12 und werden dort umgelenkt und strömen in den Ringraum 19 zu dem Abgasauslaßstutzen 16 und verlassen dort das Heizgerät. Die Temperatur in der Brennkammer 1 liegt bei etwa 800°C und die am Auslaß 16 beträgt etwa 200 bis 300°C.The heater of FIG. 1 has a combustion chamber 1, in the supplied across the spark plug connector 2 fuel on the combustion air supply nozzle 3 via a combustion air fan 4 sucked air gets mixed, thus forming an ignitable mixture, which is ignited by the ignition device 4, burned . A flame shield 6, which acts as a flame holder, and a flame tube 7 are connected to the combustion chamber 1 . On the opposite side, a blower motor 8 is arranged with the hot air blower 9 , sucked in via the air as heat transfer medium from the air intake 10 and inside the housing 11 via the Wärmetau shear 12 before it leaves the heater via the outlet port 13 , to heat the vehicle cabin directly or via a heating heat exchanger and to de-ice the windscreen. The ignition of the ignitable fuel / air mixture takes place in the exemplary embodiment in a prechamber 14 . The combustion takes place in the combustion chamber 1 . The flame extends into the flame tube 7 , and the hot exhaust gases leave the flame tube 7 and strike the curved wall of the heat exchanger 12 and are deflected there and flow into the annular space 19 to the exhaust outlet connection 16 and leave the heater there. The temperature in the combustion chamber 1 is approximately 800 ° C. and that at the outlet 16 is approximately 200 to 300 ° C.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist im Weg der heißen Abgase unmittelbar vor dem Abgasauslaßstutzen 16 ein Leitblech 17 angeordnet, um eine längere Verweilzeit des heißen Abgases im Wärmetauscher 12 zu erreichen. Der Wärme­ tauscher 12 weist eine Außenverrippung 12.1 in dem Ringraum 19 zwischen dem Gehäuse 11 und der Wärmetauscherwand 12 auf zur Führung des Wärmeübertragungsmediums Luft und um eine Verbesserung des Wärmeüberganges von dem heißen Abgas auf das Wärmeübertragungsmedium zu erreichen. Ferner weist der Wärmetauscher 12 Innenrippen 12.2 auf, die in bekannter Weise ebenfalls zur Verbesserung der Wärmeübertragung die­ nen. Diese Innenrippen 12.2 ragen in den Ringraum 15 zwi­ schen dem Flammrohr 7 und der Wand des Wärmetauschers 12. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, a baffle 17 is arranged in the path of the hot exhaust gases directly in front of the exhaust gas outlet connection 16 in order to achieve a longer residence time of the hot exhaust gas in the heat exchanger 12 . The heat exchanger 12 has to reach an outer ribbing 12.1 in the annular space 19 between the housing 11 and the heat exchange wall 12 for guiding the heat transfer medium air and to improve the heat transfer from the hot exhaust gas to the heat transfer medium. Furthermore, the heat exchanger 12 has inner fins 12.2 , which, in a known manner, also improve the heat transfer. These inner ribs 12.2 protrude into the annular space 15 between the flame tube 7 and the wall of the heat exchanger 12 .

Bei dem Heizgerät nach Fig. 2 weist der Wärmetauscher 12 keine Außenrippen auf, und die Lage der Stutzen 10, 12, 16 ist abweichend von dem Heizgerät nach Fig. 1, da im Fall des Heizgerätes nach Fig. 2 ein flüssiges Wärmeüber­ tragungsmedium verwendet wird. Beide Heizgeräte sind be­ kannt und haben sich auch unter extremen Einsatzbedingungen bewährt.In the heater according to FIG. 2, 12 1, the heat exchanger no outer ribs, and the position of the nozzles 10, 12, 16 is different from the heater according to Fig., As in the case of the heater of FIG. 2, a liquid heat transfer is used tragungsmedium . Both heaters are known and have proven themselves even under extreme operating conditions.

Bei einem derartigen Heizgerät kann die Verbrennung optimal eingestellt werden, wobei aber immer noch ein - wenn auch in sehr geringen Mengen - Schadstoffin dem Abgas enthalten ist. Störend sind dabei in dem Abgas enthaltene Geruchs­ stoffe, die teilweise als aromatische Kohlenwasserstoffe, teilweise als Schwefelwasserstoffe auftreten. Um diese Stoffe aus dem Abgas zu entfernen, bietet sich die Anord­ nung von Katalysatoren, wie sie zur Abgasreinigung bei mit flüssigem Brennstoff betriebenen Motoren bekannt ist, an. Die Anordnung solcher Katalysatoren in der Abgasleitung von Heizgeräten verlangt einen relativ großen Einbauraum, der bei üblichen Einbaubedingungen nicht vorhanden ist.With such a heater, the combustion can be optimal can be set, but still a - albeit contained in the exhaust gas in very small quantities is. The odor contained in the exhaust gas is disruptive substances, some of which are aromatic hydrocarbons, partially appear as hydrogen sulfide. Around The arrangement offers itself to remove substances from the exhaust gas tion of catalysts, such as those used for cleaning exhaust gases liquid fuel powered engines is known. The arrangement of such catalysts in the exhaust pipe from Heaters require a relatively large installation space, which is not available under normal installation conditions.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt drei Varianten für die Anordnung eines Katalysators darge­ stellt. In zwei Fällen ist ein katalytisch wirksam be­ schichteter Monolith und in dem anderen Fall eine katalyti­ sche Beschichtung dargestellt. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß diese Anordnungen jede für sich und alleine oder in beliebiger Kombination angeordnet sein kön­ nen.In the illustrated embodiment, overall three variants for the arrangement of a catalyst Darge poses. In two cases, a catalytically effective be layered monolith and in the other case a catalytic shown coating. It is expressly pointed out pointed out that these arrangements each for themselves and can be arranged alone or in any combination nen.

Es ist möglich, wie in Fig. 2 in der oberen Hälfte darge­ stellt, die von dem Abgas aus dem Flammrohr 7 beaufschlag­ ten Flächen, also die Außenmantelfläche des Flammrohres 7 und die Oberfläche der Rippen 12.2 des Wärmetauschers 12, mit einer zur Durchführung einer katalytischen Behandlung des Abgases geeigneten Schicht 20 zu versehen. Das Aufbrin­ gen einer derartigen Schicht ist von der Beschichtung von Metallwickelkatalysatoren näher bekannt. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei optimal eingestellten Heizgeräten die Anord­ nung von katalytisch wirksamen Schichten 20 bereits gute, in vielen Fällen auch ausreichende Ergebnisse ergibt. Die­ ses gilt insbesondere für mit Ottomotor-Kraftstoff (Benzin) betriebene Heizgeräte. Da für derartige mit Benzin als Brennstoff betriebene Heizgeräte in der Regel keine Vor­ schriften für die Qualität des Brennstoffes bestehen, also auch Brennstoffe verwendet werden können, bei denen eine Schwefelwasserstoff-Verbindung frei werden kann, kann zu­ sätzlich oder falls ausreichend alleine ein katalytisch wirksames Element 21 in dem Ringraum 15 zwischen dem Flamm­ rohr 7 und dem Wärmetauscher 12 angeordnet sein. Dieses Element 21 ist als Ring ausgebildet, wobei die Außenkontur 21.1 der des verrippten Teiles des Wärmetauschers 12 ent­ spricht, während die Innenkontur 21.2 dem Flammrohr 7 ent­ sprechend glatt ist. Dabei bildet die Außenkontur 21.1 und die Innenkontur 21.2 eine Umhüllung für ein katalytisch be­ schichtetes Drahtgestrick 21.3. Der Einlaß und der Auslaß in dieses Element 21 ist durch eine entsprechende Loch­ platte 21.4 bzw. 21.5 in Fig. 1 abgedeckt, so daß das heiße Abgas das Element 21 durchströmen kann ohne Drahtpartikel auszutragen. Das Element 21 kann zusätzlich noch mit einer dünnen Quellmatte umgeben sein, damit es sich mit zunehmen­ der Temperatur und Belastung fester in die Kontur des Ring­ raumes 15 einpaßt und auch gegen eine axiale Verschiebung gesichert ist. In der Regel ist dies jedoch nicht nötig, da in Beaufschlagungsrichtung hinter dem Element 21 leicht ein Anschlag angeordnet werden kann. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 genügt das in dem Strom des heißen Abgases angeord­ nete Leitblech 17 bereits den Anforderungen zur Halterung des Elementes 21 in Durchströmrichtung. Anstelle des Elementes 21 mit dem Gestrick 21.3 kann auch ein keramischer, katalytisch beschichteter Monolith mit einer Vielzahl von Durchgängen für das Abgas oder ein mit einer Vielzahl von Durchgängen versehener katalytisch beschichteter SiC-Block verwendet werden.It is possible, as shown in FIG. 2 in the upper half Darge, the surfaces acted upon by the exhaust gas from the flame tube 7 , that is to say the outer surface of the flame tube 7 and the surface of the fins 12.2 of the heat exchanger 12 , with a for carrying out a catalytic Treatment of the exhaust gas to provide suitable layer 20 . The application of such a layer is known in more detail from the coating of metal wound catalysts. It has been shown that with optimally set heaters, the arrangement of catalytically active layers 20 already gives good, in many cases also sufficient results. This applies in particular to heaters operated with petrol engine fuel (petrol). Since for such gasoline fueled heaters there are usually no regulations for the quality of the fuel, so fuels can be used in which a hydrogen sulfide compound can be released, can additionally or if sufficient alone a catalytically active element 21 in the annular space 15 between the flame tube 7 and the heat exchanger 12 may be arranged. This element 21 is designed as a ring, wherein the outer contour 21.1 speaks ent of the ribbed part of the heat exchanger 12 , while the inner contour 21.2 of the flame tube 7 is accordingly smooth. The outer contour 21.1 and the inner contour 21.2 form a covering for a catalytically coated wire mesh 21.3 . The inlet and the outlet in this element 21 is covered by a corresponding perforated plate 21.4 or 21.5 in Fig. 1, so that the hot exhaust gas can flow through the element 21 without discharging wire particles. The element 21 can also be surrounded with a thin swelling mat so that it fits more tightly into the contour of the annular space 15 with increasing temperature and load and is also secured against axial displacement. As a rule, however, this is not necessary since a stop can easily be arranged behind the element 21 in the direction of loading. In the embodiment according to FIG. 1, the baffle 17 arranged in the flow of the hot exhaust gas already satisfies the requirements for holding the element 21 in the flow direction. Instead of the element 21 with the knitted fabric 21.3 , a ceramic, catalytically coated monolith with a plurality of passages for the exhaust gas or a catalytically coated SiC block provided with a plurality of passages can also be used.

Eine andere Variante, die alleine oder in Kombination mit der einen oder anderen zuvor beschriebenen Varianten oder beiden gemeinsam angewendet sein kann, ist die Anordnung eines katalytisch wirksam beschichteten Elementes 23 in dem Flammrohr 7. Dieses kann ein katalytisch wirksamer Monolith sein oder ein SiC-Körper mit entsprechender Beschichtung. Die Halterung erfolgt in bekannter Weise über ein Drahtge­ strick oder/und einer Quellmatte. Die axiale Lageverände­ rung kann durch einen Anschlag, eine Einschnürung oder einen eingesetzten Ring in dem Flammrohr 7 erfolgen, wobei die Axiallagefixierung in Durchströmrichtung hinter dem Element 23 erfolgt.Another variant, which can be used alone or in combination with the one or other previously described variants or both together, is the arrangement of a catalytically active coated element 23 in the flame tube 7 . This can be a catalytically active monolith or an SiC body with a corresponding coating. The bracket is knitted in a known manner via a wire and / or a swelling mat. The axial position change can be done by a stop, a constriction or an inserted ring in the flame tube 7 , the axial position being fixed in the flow direction behind the element 23 .

Insbesondere bei Heizgeräten, die mit Dieseltreibstoffals Heizmittel arbeiten, kann dieses Element 23 als Rußfilter in bekannter Weise ausgebildet sein. Derartige Rußfilter bestehen ebenfalls aus einem katalytisch wirksam beschich­ teten Monolithen mit parallel verlaufenden, durchgehenden Kanälen, die eintritts- und entsprechend austrittsseitig schachbrettartig verschlossen sind, so daß das Abgas in den einen austrittsseitig verschlossenen Kanal eintritt und so­ dann durch den Monolithen in den anderen austrittsseitig offenen Kanal eintritt, wobei bei dem Durchgang durch den Monolithen die Rußpartikel ablagern. Da dieses Element 23 im Flammrohr 7 in Strömungsrichtung hinter der Brennkammer 1 und in deren Nähe angeordnet ist, herrschen dort Tempera­ turen, die ein Freibrennen des Elementes 23 von den ange­ sammelten Rußpartikeln ermöglichen. Das Element 23 kann ebenfalls aus SiC gebildet sein.This element 23 can be designed as a soot filter in a known manner, in particular in the case of heaters which operate with diesel fuel as the heating medium. Such soot filters also consist of a catalytically effective coated monolith with parallel, continuous channels that are closed on the inlet and outlet side in a checkerboard fashion, so that the exhaust gas enters one outlet-side closed channel and then open on the outlet side through the monolith Channel enters, the soot particles being deposited as they pass through the monolith. Since this element 23 in the flame tube 7 is arranged in the flow direction behind the combustion chamber 1 and in the vicinity, there prevail temperatures that allow the element 23 to be burned free from the soot particles collected. The element 23 can also be formed from SiC.

BezugszeichenlisteReference list

1 Brennkammer
2 Zündkerzenstutzen
3 Brennluftzufuhrstutzen
4 Brennluftgebläse
5 Zündeinrichtung
6 Flammenblende
7 Flammrohr
8 Gebläsemotor
9 Heizluftgebläse
10 Luftansaugstutzen
11 Gehäuse
12 Wärmetauscher
12.1 Außenverrippung
12.2 Innenrippen
13 Auslaßstutzen
14 Vorkammer
15 Ringraum
16 Abgasauslaßstutzen
17 Leitblech
19 Ringraum
20 Schicht, katalytisch wirksame
21 Element
21.1 Außenkontur
21.2 Innenkontur
21.3 Drahtgestrick, katalytisch wirksames
21.4 Lochplatte
21.5 Lochplatte
23 Element, katalytisch wirksames 1 combustion chamber
2 spark plug sockets
3 combustion air supply nozzle
4 combustion air blowers
5 ignition device
6 flame shield
7 flame tube
8 blower motor
9 hot air blowers
10 air intake ports
11 housing
12 heat exchangers
12.1 External ribbing
12.2 Inner ribs
13 outlet connection
14 antechamber
15 annulus
16 exhaust outlet connection
17 baffle
19 annulus
20 layer, catalytically active
21 element
21.1 outer contour
21.2 Inner contour
21.3 wire mesh, catalytically effective
21.4 perforated plate
21.5 perforated plate
23 element, catalytically active

Claims (10)

1. Verfahren zur Verringerung der Geruchs- und Schadstoff­ emission bei dem Betrieb eines Heizgerätes für Fahr­ zeuge, in dem durch Verbrennung von flüssigem Brenn­ stoff Wärme erzeugt wird, die über einen Wärmeträger einem Heizungswärmetauscher zugeführt wird und der Be­ heizung eines Fahrzeugraumes dient, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Brennkammer (1) mit nachfolgendem Flamm­ rohr (7) des Heizgerätes bei der Verbrennung des flüs­ sigen Brennstoffes entstehende Abgas über innerhalb des Heizgerätes angeordnete, katalytisch wirksam beschich­ tete Abschnitte geführt wird.1. A method for reducing odor and pollutant emissions in the operation of a heater for vehicles, in which heat is generated by burning liquid fuel, which is fed to a heating heat exchanger via a heat transfer medium and serves to heat a vehicle compartment, characterized in that the tube in the combustion chamber (1) with subsequent flame (7) of the heater in the combustion of fuel FLÜS sigen resulting exhaust gas via disposed within the heater, catalytically effective beschich preparing sections is performed. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem fahrzeugmotorunabhängigen Heizgerät, bei dem der Wärmetauscher (12) konzentrisch zur Brennkammer (1) und dem Flammrohr (7) angeordnet und das Abgas nach dem Austritt aus dem Flammrohr (7) umgelenkt und durch den Wärmetauscher (12) zum Abgasauslaßstutzen (16) ge­ führt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg des Abgases zwischen der Brennkammer (1) und dem Abgas­ auslaßstutzen (16) katalytisch wirksam beschichtete Ab­ schnitte angeordnet sind.2. Arrangement for performing the method according to claim 1 in a vehicle engine independent heater, in which the heat exchanger ( 12 ) is arranged concentrically to the combustion chamber ( 1 ) and the flame tube ( 7 ) and the exhaust gas is deflected after exiting the flame tube ( 7 ) and through the heat exchanger ( 12 ) leads to the exhaust outlet connection ( 16 ) GE, characterized in that catalytically effectively coated sections are arranged in the flow path of the exhaust gas between the combustion chamber ( 1 ) and the exhaust outlet connection ( 16 ). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Abgas des Heizgerätes beaufschlagten Flächen des Wärmetauschers (12) und die Außenflächen des Flamm­ rohrs (7) mindestens teilweise katalytisch beschichtet sind. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the surfaces acted upon by the exhaust gas of the heater of the heat exchanger ( 12 ) and the outer surfaces of the flame tube ( 7 ) are at least partially catalytically coated. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abschnitt des Abgasströmungsweges zwischen der Brennkammer-/Flammrohraußenwand und der Wärmetauscher­ innenwand ein katalytisch beschichtetes, metallisches Gestrick (21.3) angeordnet ist.4. Arrangement according to claim 2, characterized in that a catalytically coated, metallic knitted fabric ( 21.3 ) is arranged in a section of the exhaust gas flow path between the combustion chamber / flame tube outer wall and the heat exchanger inner wall. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestrick (21.3) metallisch gefaßt und der Kontur (21.2) des Wärmetauschers (12) angepaßt ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the knitted fabric ( 21.3 ) is metallic and the contour ( 21.2 ) of the heat exchanger ( 12 ) is adapted. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der metallischen Fassung des Gestrickes (21.3) und dem Wärmetauscher (12) eine elastische Zwischen­ schicht angeordnet ist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that between the metallic frame of the knitted fabric ( 21.3 ) and the heat exchanger ( 12 ) an elastic intermediate layer is arranged. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Quellmattenmaterial besteht.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the intermediate layer consists of swelling mat material. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Endabschnitt des Flammrohres (7) ein katalytisch beschichtetes Element (23) angeordnet ist.8. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that a catalytically coated element ( 23 ) is arranged in the end portion of the flame tube ( 7 ). 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (23) ein Keramikmonolith ist.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the element ( 23 ) is a ceramic monolith. 10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (23) ein metallischer Wellkörper ist.10. The arrangement according to claim 8, characterized in that the element ( 23 ) is a metallic corrugated body.