專(zhuān)利名稱(chēng)：計(jì)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的類(lèi)型的計(jì)量裝置。
技術(shù)背景在燃料電池支持的運(yùn)輸系統(tǒng)中為了由含碳?xì)浠衔锏娜剂先缙?，?醇或甲醇獲得所需的氫，使用所謂的化學(xué)轉(zhuǎn)化器，為了尤其在冷起動(dòng)階段 中產(chǎn)生熱，使用了催化燃燒器及再燃燒裝置。所有被轉(zhuǎn)化器用于反應(yīng)過(guò)程所需的材料，如空氣、水及燃料理想地以 氣體形式或至少霧狀的狀態(tài)輸入到反應(yīng)區(qū)域中。因?yàn)槿剂先缂状蓟蚱图?水以液體形式存在于運(yùn)輸系統(tǒng)，它們必需在到達(dá)轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)區(qū)域的緊前 時(shí)刻被準(zhǔn)備好。對(duì)此例如需要一個(gè)計(jì)量裝置，該計(jì)量裝置能夠細(xì)小霧化地 提供相應(yīng)量值的燃料或其它物質(zhì)。對(duì)于其中燃料例如主要轉(zhuǎn)換成氫的化學(xué)反應(yīng)所需的溫度通過(guò)所謂的催 化燃燒器或再燃燒裝置來(lái)提供。催化燃燒器的部件具有涂有催化劑層的面。 在該催化燃燒器中燃料/空氣混合物被轉(zhuǎn)換成熱及廢氣，其中形成的熱例如 通過(guò)外表面和/或熱廢氣流被導(dǎo)入相應(yīng)的部件、例如轉(zhuǎn)化器或汽化器。燃料到熱的轉(zhuǎn)換與出現(xiàn)在催化層上的燃料液滴的尺寸強(qiáng)烈地相關(guān)。液 滴尺寸愈小及催化層被燃料液滴潤(rùn)濕得愈均勻，燃料轉(zhuǎn)換成熱愈完全及效 率愈高。此外燃料由此將更快地被轉(zhuǎn)換有害物質(zhì)的排放將更少。過(guò)大的燃 料液滴導(dǎo)致催化層的覆蓋及由此導(dǎo)致緩慢的轉(zhuǎn)換。這尤其在冷起動(dòng)階段例 如導(dǎo)致很差的效率。因?yàn)槿剂贤ǔＡ⒓幢蝗紵瘜W(xué)轉(zhuǎn)化器應(yīng)能夠無(wú)延遲地使氫的產(chǎn)生_ 例如在負(fù)荷改變時(shí)或在起動(dòng)階段中-適配需求。尤其在冷起動(dòng)階段必需 采取附加措施，因?yàn)檗D(zhuǎn)化器不提供熱輸出。傳統(tǒng)的汽化器不能夠無(wú)延遲地 產(chǎn)生相應(yīng)量的氣態(tài)反應(yīng)物。因此有意義的是，通過(guò)一個(gè)計(jì)量裝置很好地以精細(xì)分布的形式處理燃料和/或?qū)⑷剂狭己枚ㄎ坏胤植荚谠谄渖先剂峡珊芎玫仄奈恢眉懊嫔希?例如轉(zhuǎn)化器或催化燃燒器的反應(yīng)室或預(yù)混合室中，圓柱形燃燒室的內(nèi)面上 或催化燃燒器的內(nèi)表面上。此外有意義的是，使燃料霧在其幾何形狀、其 展寬速度及渦旋形成方面可適配于燃燒室及燃燒室中具有的條件。由DE 102 51 697 Al己公知了一種用于液態(tài)燃料的計(jì)量裝置，尤其用 于注入用于獲得氫的化學(xué)轉(zhuǎn)化器或一個(gè)用于產(chǎn)生熱的再燃燒裝置中。該計(jì) 量裝置具有至少一個(gè)燃料噴射闊形式的配量裝置，用于對(duì)一個(gè)配量管路中 的燃料配量，及具有一個(gè)連接在配量管路上的具有至少一個(gè)噴射孔的噴嘴 體，該噴射孔通入一個(gè)定計(jì)量室中。在計(jì)量裝置的噴嘴體上其下游固定了 一個(gè)支承件，該支承件包括一個(gè)包含噴射孔的部件及一個(gè)設(shè)置在上游的渦 旋部件。此外由DE 102 51 699 Al也公知了一種用于液態(tài)燃料的計(jì)量裝置，尤 其用于注入用于獲得氫的化學(xué)轉(zhuǎn)化器或用于產(chǎn)生熱的再燃燒裝置中。該計(jì) 量裝置具有至少一個(gè)燃料噴射閥形式的配量裝置，用于對(duì)配量管路中的燃 料配量，及具有連接在配量管路上的具有至少?lài)娚淇椎膰娮祗w，該噴射孔 通入一個(gè)定計(jì)量室中。計(jì)量裝置的噴嘴體被這樣地構(gòu)成，即在其上設(shè)有一 個(gè)盤(pán)狀的噴射孔部件，在該噴射孔部件中成型出至少一個(gè)噴射孔。發(fā)明內(nèi)容相比之下根據(jù)本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分的特征的計(jì)量裝 置具有其優(yōu)點(diǎn)，即顯著地改善了燃料或燃料-氣體混合物的霧化及分布。該 計(jì)量裝置尤其可毫無(wú)問(wèn)題地使用在特別高的環(huán)境溫度下。就此而言該計(jì)量 裝置尤其可使用在燃料電池(催化器)、廢氣再處理或顆粒過(guò)濾器的再生中， 因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中將達(dá)到至700°C的溫度，計(jì)量裝置可以有利地經(jīng)受住該溫 度。根據(jù)本發(fā)明的計(jì)量裝置可非常簡(jiǎn)單，可靠及由此成本上有利地被制造。 此外可使用批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化部件。尤其是被用作準(zhǔn)備單元的純機(jī)械的閥 具有非常簡(jiǎn)單的構(gòu)造及可特別簡(jiǎn)單地組合在計(jì)量裝置上。通過(guò)在從屬權(quán)利要求中所述的措施可得到在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的計(jì) 量裝置的有利的進(jìn)一步構(gòu)型。有利地，所述配量管路及所述配量裝置通過(guò)一適配器對(duì)液壓密封及可拆卸地相接合。由此提高了裝配友好性。在另一進(jìn)一步構(gòu)型中，連接配量管路與配量裝置的適配器具有一個(gè)空 氣供入裝置，其中，該空氣供入裝置在適配器中與配量管路相連接。由此 在配量管路中就能進(jìn)行混合物的準(zhǔn)備，這時(shí)，計(jì)量到配量管路中的燃料和/ 或被計(jì)量的氣體與空氣相混合。霧化及燃料和/或被計(jì)量的氣體與空氣的混 合物形成由此總地得到改善。此外通過(guò)該空氣供入裝置可使配量管路排出 不需要的剩余燃料或剩余氣體，其方式是例如在停機(jī)或空轉(zhuǎn)階段前，借助 通過(guò)空氣輸入的空氣將剩余燃料或剩余氣體吹出。由此可防止燃料不受控 制的進(jìn)入配量室或周?chē)h(huán)境中。有利地，可使用燃料噴射閥作為配量裝置，如該燃料噴射閥例如用于 內(nèi)部燃燒的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)那樣。這種閥的使用具有許多優(yōu)點(diǎn)。例如這種閥 允許特別精確的燃料配量，其中，該配量可通過(guò)多個(gè)參數(shù)如脈沖占空系數(shù)、 脈沖頻率及必要時(shí)的行程長(zhǎng)度來(lái)控制。在此情況下，與泵壓力的相關(guān)性比 通過(guò)管路橫截面來(lái)控制燃料容積流的配量裝置小得多，并且計(jì)量范圍明顯 地增大。此外燃料噴射閥是多方面被證實(shí)的、在其性能上公知的、成本上有利 的、相對(duì)所使用的燃料在化學(xué)上穩(wěn)定及可靠的部件，由此它特別適合作為 所謂的低壓燃料噴射閥，它由于通過(guò)配量管路的熱脫藕可在這里很好地被 使用。配量管路有利地具有多個(gè)壁厚減小的部位，它們使配量管路的導(dǎo)熱性 能降低或也可用作散熱體。通過(guò)計(jì)量裝置的多件式構(gòu)造，可以成本上有利地進(jìn)行制造及使用標(biāo)準(zhǔn) 化的部件。


在附圖中簡(jiǎn)化地表示出本發(fā)明的實(shí)施例及在以下的說(shuō)明中對(duì)其詳細(xì)地 描述。附圖表示圖l:根據(jù)本發(fā)明的計(jì)量裝置的一個(gè)實(shí)施例的概要視圖，及 圖2:在計(jì)量裝置的下游端部上的一個(gè)準(zhǔn)備單元的視圖。
具體實(shí)施方式
圖1中所示的根據(jù)本發(fā)明的計(jì)量裝置1的實(shí)施例是以用于低壓燃料噴 射閥的計(jì)量裝置1的形式實(shí)施的。計(jì)量裝置1尤其適用于將燃料或燃料-氣 體混合物輸入并霧化到一個(gè)未示出的化學(xué)轉(zhuǎn)化器的一個(gè)未示出的配量室中 以獲取氫，或輸入并霧化到一個(gè)未示出的再燃燒裝置置以產(chǎn)生熱。但基本 上這種計(jì)量裝置1特別適用于在熱的周?chē)h(huán)境中對(duì)燃料進(jìn)行計(jì)量。公知的 用于介質(zhì)如汽油、柴油燃料、乙醇、甲醇、尿素水溶液等的計(jì)量的噴射閥被設(shè)計(jì)用于約150"C的環(huán)境溫度，而根據(jù)本發(fā)明的計(jì)量裝置1除己述的在燃 料電池中的應(yīng)用外，也可用于廢氣再處理或顆粒過(guò)濾器的再生，因?yàn)樵谶@ 些應(yīng)用中溫度將達(dá)到700"C，計(jì)量裝置1可以有利地承受住該溫度。計(jì)量裝置1由下列部分組成 一個(gè)配量裝置2，在該實(shí)施例中它構(gòu)造 成低壓燃料噴射閥； 一個(gè)用于接收配量裝置2的適配器6; —個(gè)管狀的、例 如10至100cm長(zhǎng)的配量管路8; —個(gè)空氣供入裝置9，該空氣供入裝置可 選擇性地設(shè)在附件6上；及一個(gè)準(zhǔn)備單元7。配量裝置2以傳統(tǒng)的噴射閥結(jié) 構(gòu)方式構(gòu)成及在其入流側(cè)具有燃料接口 13。為了激勵(lì)例如電磁操作的致動(dòng) 器，該配量裝置2具有電接口 5。在配量裝置2的下游的端部處進(jìn)行燃料或 燃料-氣體混合物到配量管路8中的配量，其中適配器6使配量裝置2及配 量管路8對(duì)外液壓密封地相互連接?？諝夤┤胙b置9通入適配器6及由此 與配量管路8形成連接。準(zhǔn)備單元7與配量管路8液壓密封地連接。配量管路8本身例如由標(biāo) 準(zhǔn)化的、優(yōu)質(zhì)鋼構(gòu)成的金屬管組成。配量管路8可單件式或多件式地構(gòu)成， 其中，在配量管路8多件式地構(gòu)成時(shí)將使用液壓密封的連接元件。在計(jì)量裝置1工作時(shí)，燃料流過(guò)配量裝置2及以公知方式通過(guò)一個(gè)密 封座的打開(kāi)及關(guān)閉被計(jì)量到配量管路8中。為了準(zhǔn)備混合物，通過(guò)經(jīng)由適 配器6通入配量管路8中的空氣供入裝置9可輸入空氣或其它氣體，例如 來(lái)自轉(zhuǎn)換處理或燃料電池處理的可燃燒的剩余氣體。接著，燃料或燃料-氣 體混合物通過(guò)配量管路8流到準(zhǔn)備單元7，燃料從這里再流入一個(gè)未示出的 配量室中。此外通過(guò)空氣供入裝置9可輸入用于例如在空轉(zhuǎn)階段或停機(jī)階 段的緊前面可控地排空配量管路8的空氣。通過(guò)配量管路8使配量裝置2、尤其是配量裝置2的未示出的對(duì)高溫及大的溫度波動(dòng)敏感的密封座與亦未示出的配量室的溫度在熱學(xué)上脫耦，該溫度例如為50(TC。配量管路8的長(zhǎng)度、材料及形狀尤其根據(jù)熱的及空間 的己知條件來(lái)選擇。配量管路8優(yōu)選也可具有壁厚減小的部位，這些部位 可有助于熱隔離或起散熱體的作用。圖2表示準(zhǔn)備單元7的一個(gè)放大的視圖，該準(zhǔn)備單元被設(shè)置在計(jì)量裝 置1的下游端部上。在此情況下準(zhǔn)備單元7構(gòu)造成純機(jī)械的閥11。在準(zhǔn)備 單元7中可以選擇地裝入一個(gè)過(guò)濾篩10。準(zhǔn)備單元7的下游的端部由一個(gè) 真正的閥11構(gòu)成，該閥包括一個(gè)閥栓14及一個(gè)復(fù)位彈簧15。閥栓14在其 上游端具有一個(gè)凸緣裝置18，在該凸緣裝置上可支撐復(fù)位彈簧15，而在閥 栓14的下游端設(shè)有一個(gè)閥盤(pán)16。閥栓14的閥盤(pán)16與一個(gè)截錐形地構(gòu)成的 閥座17配合作用，以形成一密封座。因?yàn)樵摍C(jī)械的閥1涉及向外打開(kāi)的閥， 故在準(zhǔn)備單元7無(wú)壓力狀態(tài)下，由于復(fù)位彈簧15的彈簧力，閥盤(pán)16貼靠 在閥座17上。閥11例如在約3. 6bar的過(guò)壓力時(shí)自動(dòng)地打開(kāi)及在此情況下不具有已 由配量裝置2承擔(dān)的配量功能。閥11以約1500Hz的頻率打開(kāi)及關(guān)閉，因 此也可以說(shuō)閥11的"顫動(dòng)"及引起燃料非常好的準(zhǔn)備及霧化，燃料以極細(xì) 小液滴的噴霧形式被輸出。通過(guò)可能的空氣支持使霧化品質(zhì)更加改善。為了減小準(zhǔn)備單元7的熱負(fù)荷，準(zhǔn)備單元還可附加地被安裝在一個(gè)設(shè) 有冷卻肋的接收裝置中。
權(quán)利要求
1.用于液態(tài)燃料的計(jì)量裝置(1)，尤其是用于將液態(tài)燃料引入一化學(xué)轉(zhuǎn)化器中、一用于產(chǎn)生熱的再燃燒裝置中、一排氣系統(tǒng)或一顆粒過(guò)濾器中，包括至少一個(gè)用于將燃料配量到一配量管路(8)中的配量裝置(2)及包括一連接在該配量管路(8)上的準(zhǔn)備單元(7)，該準(zhǔn)備單元將燃料輸出到一配量室中，其特征在于所述準(zhǔn)備單元(7)構(gòu)造成純機(jī)械的閥(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥(11)構(gòu)造成向外打開(kāi)的閥(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥(11)包括一閥栓(14)及一復(fù)位彈簧(15)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥栓(14)具有一 凸緣裝置(18)，所述復(fù)位彈簧(15)支撐在該凸緣裝置上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥栓(14)具 有一閥盤(pán)(16)，該閥盤(pán)與一閥座(17)配合作用。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的計(jì)量裝置，其特征在于所述閥(11)以 約1500Hz的頻率打開(kāi)及關(guān)閉。
7. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的計(jì)量裝置，其特征在于在所述準(zhǔn)備單元(7) 中安裝了一過(guò)濾篩(10)。
8. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的計(jì)量裝置，其特征在于所述準(zhǔn)備單元(7) 被安裝在一設(shè)有冷卻肋的接收裝置中。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的計(jì)量裝置，其特征在于所述配量管路(8)及所述配量裝置(2)通過(guò)一適配器(6)液壓密封地及可拆卸地相接合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的計(jì)量裝置，其特征在于所述適配器(6)具有 一空氣供入裝置(9)，該空氣供入裝置在該適配器(6)中與所述配量管路(8) 形成連接。
11. 根據(jù)以上權(quán)利要求之一的計(jì)量裝置，其特征在于所述配量裝置(2) 是一燃料噴射閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于液態(tài)燃料的計(jì)量裝置(1)，尤其是用于將液態(tài)燃料引入一用于獲得氫的化學(xué)轉(zhuǎn)化器中或一用于產(chǎn)生熱的再燃燒裝置中。該計(jì)量裝置(1)包括至少一個(gè)用于將燃料配量到一配量管路(8)中的配量裝置(2)及一連接在該配量管路(8)上的準(zhǔn)備單元(7)，該準(zhǔn)備單元將燃料輸入一配量室中。該準(zhǔn)備單元(7)構(gòu)造成純機(jī)械的、以約1500Hz的頻率打開(kāi)及關(guān)閉的閥(11)。
文檔編號(hào)F02M61/04GK101600495SQ200780050767
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2007年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
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