[发明专利]用于运行可借助碳氢化合物燃料运行的加热器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行可借助碳氢化合物燃料运行的加热器的方法，和一种这样的加热器，所述加热器特别是用于汽车。

背景技术

在汽车中用借助碳氢化合物燃料运行的加热器作为停车采暖装置或供热器使用，以便加热一汽车的不同的区域、特别是一汽车内室。作为供热器的功能度也越来越在内燃机驱动的汽车中变成必需的，因为现代的内燃机由于高的效率不再提供足够的热量用于汽车内室的加热。在电动运行的汽车中在驱动机组本身中实际上没有余热产生，从而通过一附加的例如借助碳氢化合物燃料运行的加热器产生为汽车内室的加热需要的热能。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于运行借助碳氢化合物燃料运行的加热器的方法或一种这样的加热器，所述加热器特别用于汽车，利用所述方法和所述加热器可实现在高的效率的同时很少的有害物质产生。

按照本发明的第一方面通过一种用于运行可借助碳氢化合物燃料运行的加热器的方法达到该目的，所述加热器特别是用于汽车，所述方法包括下列措施：

a）为了燃烧运行，在预燃烧室中提供亚化学计量的空气/燃料混合物，

b）在预燃料室中实施冷火焰燃烧，

c）向催化器装置供给在预燃烧室中在冷火焰燃烧时产生的预燃烧产物并且实施部分催化氧化以便产生包含氢气和一氧化碳的气体，

d）将在部分催化氧化时产生的气体供给主燃烧室以便产生氢气/一氧化碳/空气混合物，

e）在主燃烧室中燃烧氢气/一氧化碳/空气混合物。

在按照本发明的方法中首先在冷火焰过程中预氧化亚化学计量的空气/燃料混合物，其中分解长链的碳氧化合物燃料分子。将其与在冷火焰过程中未转化的空气中的氧气共同供给部分催化氧化。在冷火焰燃烧时实现较短链的碳氢化合物分子与空气中的氧气的极其好的彻底混合，由此可以进一步提高在催化器装置中待实施的部分催化氧化的效率。在该催化实施的氧化过程中将碳氢化合物和氧气基本上转化成一氧化碳（CO）和氢气（分子的氢，H₂）。然后将包含分子的氢、亦即H₂和一氧化碳的气体在跟随催化器装置的主燃烧室中与也输入该主燃烧室中的空气或在其中包含的氧气共同燃烧，从而作为该在主燃烧室中进行的主燃烧过程的燃烧产物产生水或水蒸汽。将在催化器装置中也产生的一氧化碳在主燃烧室中与在其中包含的氧气的一部分转化成二氧化碳（CO₂）。

一可简单的实现的、但仍然可靠的用于产生气态的燃料的可能性可以设定，措施a）包括向一多孔的汽化介质供给液态的燃料和从多孔的汽化介质中向预燃烧室发送燃料蒸汽。

为了在措施a）中可以产生亚化学计量的空气/燃料混合物，可以将空气导入预燃烧室。

可以用在0.3至0.5范围内的空气系数λ值（Lambda-Wert）准备亚化学计量的空气和燃料的混合物。

可以通过λ值在一较小的λ窗口中的调整得到一方面在过低的λ值情况下的炭黑生成以及另一方面在过高的λ值情况下催化材料在催化器装置中的热破坏。已表明，当在措施a）中将水、优选水蒸汽输入预燃烧室中时，可以加宽该窗口。为此可以例如设定，将在措施e）中产生的主燃烧产物的一部分导入预燃烧室中。

为了在运行开始时、亦即在实际的燃烧运行之前在一开始阶段，使各不同的系统区域、特别是催化器装置处在一运行温度上，该运行温度确保需要的反应、特别是也催化支持的反应的进行，兹建议，在一开始阶段在燃烧运行之前在预燃烧室中提供和燃烧超化学计量的空气/燃料混合物。可以借助于一点火装置开始特别是在预燃烧室中的燃烧过程。

按照另一方面通过一种特别用于汽车的加热器实现开头所述目的，该加热器例如可以构成用于实施上述方法并且包括：

预燃烧室，

燃料供给，用以向预燃烧室供给碳氢化合物燃料，

初级的燃烧空气供给，用以向预燃烧室供给燃烧空气，

在预燃烧室的下游的催化器装置，用以接纳来自预燃烧室的预燃烧产物且用于借助于部分催化氧化产生包含氢气和一氧化碳的气体，

在催化器装置的下游的主燃烧室，用以接纳来自催化器装置的气体，

次级的燃烧空气供给，用以向主燃烧室供给燃烧空气，

其中初级的燃烧空气供给或/和燃料供给构成用于在预燃烧室中为了燃烧运行提供亚化学计量的空气/燃料混合物。

为了可以在预燃烧室中提供待与燃烧空气混合的燃料，兹建议，燃料供给包括用以输送液态的燃料的燃料输送装置和接纳液态的燃料的多孔的汽化介质。