[发明专利]计量装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的类型的计量装置。

背景技术

在燃料电池支持的运输系统中为了由含碳氢化合物的燃料如汽油，乙醇或甲醇获得所需的氢，使用所谓的化学转化器，为了尤其在冷起动阶段中产生热，使用了催化燃烧器及再燃烧装置。

所有被转化器用于反应过程所需的材料，如空气、水及燃料理想地以气体形式或至少雾状的状态输入到反应区域中。因为燃料如甲醇或汽油及水以液体形式存在于运输系统，它们必需在到达转化器的反应区域的紧前时刻被准备好。对此例如需要一个计量装置，该计量装置能够细小雾化地提供相应量值的燃料或其它物质。

对于其中燃料例如主要转换成氢的化学反应所需的温度通过所谓的催化燃烧器或再燃烧装置来提供。催化燃烧器的部件具有涂有催化剂层的面。在该催化燃烧器中燃料/空气混合物被转换成热及废气，其中形成的热例如通过外表面和/或热废气流被导入相应的部件、例如转化器或汽化器。

燃料到热的转换与出现在催化层上的燃料液滴的尺寸强烈地相关。液滴尺寸愈小及催化层被燃料液滴润湿得愈均匀，燃料转换成热愈完全及效率愈高。此外燃料由此将更快地被转换有害物质的排放将更少。过大的燃料液滴导致催化层的覆盖及由此导致缓慢的转换。这尤其在冷起动阶段例如导致很差的效率。

因为燃料通常立即被燃烧，化学转化器应能够无延迟地使氢的产生-例如在负荷改变时或在起动阶段中-适配需求。尤其在冷起动阶段必需采取附加措施，因为转化器不提供热输出。传统的汽化器不能够无延迟地产生相应量的气态反应物。

因此有意义的是，通过一个计量装置很好地以精细分布的形式处理燃料和/或将燃料良好定位地分布在在其上燃料可很好地汽化的位置及面上，例如转化器或催化燃烧器的反应室或预混合室中，圆柱形燃烧室的内面上或催化燃烧器的内表面上。此外有意义的是，使燃料雾在其几何形状、其展宽速度及涡旋形成方面可适配于燃烧室及燃烧室中具有的条件。

由DE 102 51 697 A1已公知了一种用于液态燃料的计量装置，尤其用于注入用于获得氢的化学转化器或一个用于产生热的再燃烧装置中。该计量装置具有至少一个燃料喷射阀形式的配量装置，用于对一个配量管路中的燃料配量，及具有一个连接在配量管路上的具有至少一个喷射孔的喷嘴体，该喷射孔通入一个定计量室中。在计量装置的喷嘴体上其下游固定了一个支承件，该支承件包括一个包含喷射孔的部件及一个设置在上游的涡旋部件。

此外由DE 102 51 699 A1也公知了一种用于液态燃料的计量装置，尤其用于注入用于获得氢的化学转化器或用于产生热的再燃烧装置中。该计量装置具有至少一个燃料喷射阀形式的配量装置，用于对配量管路中的燃料配量，及具有连接在配量管路上的具有至少喷射孔的喷嘴体，该喷射孔通入一个定计量室中。计量装置的喷嘴体被这样地构成，即在其上设有一个盘状的喷射孔部件，在该喷射孔部件中成型出至少一个喷射孔。

发明内容

相比之下根据本发明的具有独立权利要求的特征部分的特征的计量装置具有其优点，即显著地改善了燃料或燃料-气体混合物的雾化及分布。该计量装置尤其可毫无问题地使用在特别高的环境温度下。就此而言该计量装置尤其可使用在燃料电池(催化器)、废气再处理或颗粒过滤器的再生中，因为在这些应用中将达到至700℃的温度，计量装置可以有利地经受住该温度。根据本发明的计量装置可非常简单，可靠及由此成本上有利地被制造。此外可使用批量生产的标准化部件。尤其是被用作准备单元的纯机械的阀具有非常简单的构造及可特别简单地组合在计量装置上。

通过在从属权利要求中所述的措施可得到在独立权利要求中给出的计量装置的有利的进一步构型。

有利地，所述配量管路及所述配量装置通过一适配器对液压密封及可拆卸地相接合。由此提高了装配友好性。

在另一进一步构型中，连接配量管路与配量装置的适配器具有一个空气供入装置，其中，该空气供入装置在适配器中与配量管路相连接。由此在配量管路中就能进行混合物的准备，这时，计量到配量管路中的燃料和/或被计量的气体与空气相混合。雾化及燃料和/或被计量的气体与空气的混合物形成由此总地得到改善。此外通过该空气供入装置可使配量管路排出不需要的剩余燃料或剩余气体，其方式是例如在停机或空转阶段前，借助通过空气输入的空气将剩余燃料或剩余气体吹出。由此可防止燃料不受控制的进入配量室或周围环境中。