本发明涉及一种用于燃料运行的车辆加热器的燃烧室结构组合件，其具有燃烧室壳体，所述燃烧室壳体包括通过周边壁和底部区域限定的燃烧室，其中相对于燃烧室在下游设置由燃烧排气可流经的氧化催化器装置。
背景技术：
由在后公开的德国专利申请de102016117408已知一种用于燃料运行的车辆加热器的燃烧室结构组合件，其中在燃烧室下游在焰管和包围焰管的壳体之间形成的排气回流空间中设置氧化催化器装置，以便在催化的反应中将在离开燃烧室的燃烧排气中包含的co和hc转化成co2和h2o。为了实施该催化的反应需要的是，氧化催化器装置、尤其是例如在基质上载有的催化器材料具有至少250℃至300℃的温度。如果氧化催化器装置的催化器材料的温度处于该区域中的起动温度之下，则催化的反应不开始，并且燃烧排气基本上未处理地并且带有高的有害物质含量地离开以这样的燃烧室结构组合件装备的加热器。
技术实现要素：
本发明的任务是，设置一种用于燃料运行的车辆加热器的燃烧室结构组合件，利用其可以降低在燃烧运行中的有害物质排放。
按照本发明，该任务通过一种用于燃料运行的车辆加热器的燃烧室结构组合件解决，其具有燃烧室壳体，所述燃烧室壳体包括通过周边壁和底部区域限定的燃烧室，其中，相对于燃烧室在下游设置由燃烧排气可流经的氧化催化器装置。
燃烧室结构组合件的特征在于，设置碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置。
通过提供碳氢化合物存储器装置尤其是在运行阶段中存储或中间存储碳氢化合物，从而在总系统加热并且借此在碳氢化合物存储器装置中存储的碳氢化合物的也开始释放之后，所述碳氢化合物在氧化催化器装置中可以转化，在所述运行阶段中，基于氧化催化器装置的催化器材料的过低的温度，不进行co和hc的催化辅助的转化。
氮氧化物存储器装置的提供能够实现，不依赖于用于减少氮氧化物排放的其他的措施，原则上减少在燃烧排气中向外输送的氮氧化物的份额。如果氮氧化物存储器装置到达饱和状态中，在所述饱和状态中，氮氧化物的进一步接收是不可能的，则氮氧化物存储器装置可以在再生运行中例如在亚化学计量的燃烧条件时再生。
碳氢化合物存储器装置优选具有碳氢化合物存储催化器。为了在此确保，其中存储的碳氢化合物基本上只在如下情况再次放出，即，氧化催化器装置借助在其中要实施的催化的反应能用于转化再次释放的碳氢化合物，进一步提出，碳氢化合物存储催化器的解吸温度处于氧化催化器装置的启动温度之上。为了确保这一点，碳氢化合物存储催化器可以例如利用沸石材料构造。
所述氮氧化物存储器装置可以具有氮氧化物存储催化器。为了在此确保，所述氮氧化物存储器装置能在如下温度范围中存储氮氧化物，在所述温度范围中，氮氧化物存储催化器的温度在燃烧室结构组合件的燃烧运行中普遍存在，提出，所述氮氧化物存储催化器利用钡构造。
为了保证，一方面从碳氢化合物存储器装置中再次释放的碳氢化合物可以在氧化催化器装置中转化或氮氧化物存储器装置可以在合适的温度工作，提出，碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置相对于氧化催化器装置在上游设置。
为了其关于对于不同的存储器装置的运行需要的温度优化的布置结构提出，设置沿壳体纵轴线的方向接着周边壁的并且包围沿壳体纵轴线的方向敞开的排气流空间的焰管，其中，焰管和包围所述焰管的壳体之间形成排气回流空间，其中，氧化催化器装置或/和碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置设置在排气回流空间中。优选在此选择这样的布置结构，即，在排气回流空间的轴向的第一端部区域中，排气流空间相对于排气回流空间敞开，并且氧化催化器装置或/和碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置设置在排气回流空间的轴向的第二端部区域中。
为了在燃烧室结构组合件的按照本发明的构造中可以实现用于氧化催化器装置或不同的存储器装置的优化的热的相互作用，提出，包围周边壁的燃烧用空气输送空间通过多个在周边壁中设置的燃烧用空气输送开口向燃烧室敞开，并且设置将燃烧用空气输送空间与排气回流空间分离的分离壁，其中，氧化催化器装置或/和碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置包围分离壁地或/和轴向连接到分离壁上地设置。尤其是可以在此设置为，将氧化催化器装置或/和碳氢化合物存储器装置或/和氮氧化物存储器装置设置在分离壁和壳体之间。
为了进一步减少氮氧化物排放可以在按照本发明构造的燃烧室结构组合件中设置包括通流开口的火焰隔板，其中，在火焰隔板的轴向的区域中设置排气引回开口布置结构，以用于在排气回流空间中流动的燃烧排气引回燃烧室或/和排气流空间中。
在按照本发明的燃烧室结构组合件中，底部区域可以具有蒸发器介质载体并且在蒸发器介质载体的朝向燃烧室的侧上具有多孔的蒸发器介质。壳体可以是基本上罐状的热交换器壳体，所述热交换器壳体包括与焰管轴向对置的底壁和包围焰管的并且径向向外限定排气回流空间的热交换器壳体周边壁。
本发明涉及此外一种车辆加热器，其具有按照本发明构造的燃烧室结构组合件。
附图说明
接着参考图1详细说明本发明，其示出用于车辆加热器的燃料运行的燃烧室结构组合件的纵剖面视图。
具体实施方式
在图1中示出的燃烧室结构组合件10具有总体以12表示的燃烧室壳体。燃烧室壳体12以周边壁14和底部区域16环绕燃烧室18。底部区域16可以利用例如罐状构成的蒸发器介质载体20和在其朝向燃烧室18的侧上载有的多孔的蒸发器介质22构造。通过燃料输送导管24，由燃料输送布置结构、例如计量泵输送的液体的燃料供给到多孔的蒸发器介质22中并且从所述蒸发器介质朝燃烧室18蒸发。为了尤其是在燃烧运行的起动阶段中辅助燃料蒸发，底部区域16可以在多孔的蒸发器介质22或/和蒸发器介质载体20的与燃烧室18背离的侧上具有可电激励的加热设备。
为了将燃烧用空气输送到燃烧室18中，周边壁14具有多个燃烧用空气输送开口26。通过这些燃烧用空气输送开口26，优选环状包围周边壁14或燃烧室18的燃烧用空气输送空间28相对于燃烧室18敞开。通过未示出的燃烧用空气输送布置结构、例如侧向通道鼓风机，对于燃烧所需要的空气可以朝燃烧用空气输送空间28的方向输送。
在示出的设计示例中与周边壁14集成构成的焰管30沿壳体纵轴线l的方向连接到周边壁14上。在焰管30的内部形成排气流空间32，在总体以34表示的火焰隔板的区域中离开燃烧室18的燃烧排气、如通过流箭头p1表示的那样进入所述排气流空间中。要指出，在本发明的意义上基本上沿壳体纵轴线l的方向从燃烧室18流动到排气流空间32中的燃烧排气在燃烧室结构组合件10的该区域中定义流动方向且定义关于该流动方向在上游或下游定位的系统区域。
排气流空间32在焰管30的与周边壁14远离的轴向的端部区域36上敞开。焰管30或燃烧室壳体12由罐状的壳体38包围，所述壳体具有与焰管30的轴向的端部区域36对置的底壁40和将焰管30或局部地也将周边壁14径向在外面包围的热交换器壳体周边壁42。所述壳体38可以是彼此嵌入的罐状的热交换器壳体的内部，所述热交换器壳体在其之间限定用于液体的载热介质的流动空间。如果燃烧室结构组合件10结合空气加热器使用，则壳体38可以在其背离焰管30的外侧上由待加热的空气环流。为了改善从燃烧排气到壳体38上的传热，所述壳体可以在其朝向焰管30的内侧上在底壁40的区域中或/和在热交换器壳体周边壁42的区域中具有传热肋44。
在焰管30的轴向的端部区域36上离开排气流空间32的燃烧排气如通过流动箭头p2表示的那样在底壁40上轴向换向并且因此在排气回流空间的轴向的第一端部区域48的区域中进入排气回流空间46中。如通过流动箭头p3表示的，燃烧排气朝排气回流空间46的轴向的第二端部区域50的方向流动。排气回流空间46的该轴向的第二端部区域50可以与燃烧室18或周边壁14至少局部地轴向重叠地定位。
在轴向的第二端部区域50中，排气回流空间46径向向内并且沿轴向方向通过在外面连接到周边壁14或焰管30上的分离壁52限定。分离壁52因此在该轴向的第二端部区域50中将排气回流空间46与燃烧用空气输送空间28分开。
在排气回流空间46的该区域中，例如环状设计的氧化催化器装置54可以在轻微的压配合的情况下保持在分离壁52和热交换器壳体周边壁42之间。氧化催化器装置54可以例如具有以催化有效的材料、例如铂或钯涂敷的优质钢编织层。流经排气回流空间46的燃烧排气或至少其一部分流经催化器布置结构54，从而在催化的材料的表面上进行的反应中，在燃烧排气中包含的co和hc反应为co2和h2o，从而有害物质排放降低。在流经氧化催化器装置54之后，燃烧排气例如轴向在分离壁52中设置的开口的区域中向排气引导系统地离开排气回流空间46。
在催化的反应中产生的热量的一部分可以一方面传输到在燃烧用空气输送空间28中朝燃烧室18方向流动的燃烧用空气上，以便对其预热。反应热量的另一部分可以传输到热交换器壳体周边壁42上并且通过其传输到要加热的载热介质上。以这种方式，一方面氧化催化器装置54被冷却并且被保护以防过度加热，另一方面有效率地利用在催化的反应中生成的热量。
基本上定义从燃烧室18至排气流空间32的过渡的区域的火焰隔板34以两个沿壳体纵轴线l方向彼此错开的连接区域56、58连接到周边壁14或焰管30上。从朝向燃烧室18的、上游的连接区域56出发，在火焰隔板34中构成的通流开口60变细直至在火焰隔板34的顶点区域62的区域中提供的最小的流动横断面积。在上游的连接区域56和顶点区域62之间的区域中，火焰隔板34提供流动引导壁64。所述流动引导壁凸地弯曲，从而在上游的连接区域56和顶点区域62之间，流动横断面积的变化率减少。在邻接到上游的连接区域56上的流动引导壁64的区域中，流动横断面积的减少关于沿壳体纵轴线l方向的长度单位为最大。在顶点区域62的区域中变化率为最小或为零。
邻接到顶点区域62上地，火焰隔板34在至焰管30的过渡中提供流动横断面的阶梯状的加宽。
以其在先所述几何结构按照文氏管喷嘴形式构成的火焰隔板34与周边壁14或焰管30的包围其的区域一起限定优选不中断并且环状包围壳体纵轴线l的排气运送空间68。排气引回开口布置结构70在周边壁14中或焰管30中、亦即原则上在径向向外限定排气运送空间68的壁中具有多个沿周向优选以环状的结构相继设置的第一排气引回开口72。通过第一排气引回开口72，排气回流空间46相对于排气运送空间68敞开。排气引回开口布置结构70此外在火焰隔板34、尤其是在其顶点区域62中具有多个沿周向优选以环状的结构相继设置的第二排气引回开口73。通过相对于第一排气引回开口72沿壳体纵轴线l的方向错开设置的第二排气引回开口73，排气运送空间68相对于燃烧室18或相对于排气流空间32敞开，尤其是在从燃烧室18至排气流空间32的过渡区域中。排气运送空间68因此通过排气引回开口布置结构70提供排气回流空间46和燃烧室18或排气流空间32之间的连接。
在基本上在燃烧室18中进行的燃烧中，燃烧排气流动通过通流开口60。基于减少的流动横断面积和这样生成的文氏管效果，产生关于排气运送空间68的负压。这表示，通过第一排气引回开口72吸入排气运送空间68中的燃烧排气，如通过流箭头p4和p5表示的，到达燃烧室18的区域中或排气流空间32的区域中并且因此回馈到燃烧过程中。通过燃烧排气的所述回馈，在燃烧排气中的有害物质排放、尤其是nox份额可以显著减小。对此有显著贡献的是，在燃烧排气中输送的热量的最大的部分靠近排气回流空间46的轴向的第一端部区域48通过壳体38传输到载热介质上。在两条线l1、l2之间界定的轴向的区域b中，其具有排气回流空间46的轴向的延伸的大约1/3，要传输的热量的大约80％传输到壳体38上并且因此传输到载热介质上。在排气引回开口布置结构70的区域中燃烧排气因此已经显著冷却，从而其到燃烧过程中的回馈基于燃烧温度的由此引起的下降有助于燃烧排气中的减少的nox份额。
为了在燃烧室结构组合件10中也在氧化催化器装置24的催化器材料的温度处于250℃至300℃的启动温度(需要所述启动温度，以便实施用于转化co和hc的催化反应)的运行状态中，尽量阻止hc、一般地亦即碳氢化合物的排放，相对于氧化催化器装置54在上游设置碳氢化合物存储器装置74，所述碳氢化合物存储器装置可以例如具有利用以沸石材料涂敷的例如由优质钢制成的支架构造的碳氢化合物存储催化器78。碳氢化合物存储器装置74也有利地靠近排气回流空间46的轴向的第二端部区域50设置在分离壁52和周边壁42之间的区域中或保持在这两个壁之间。
碳氢化合物存储器装置74的碳氢化合物存储催化器78具有在300℃至350℃的范围中的解吸温度。亦即该解吸温度处于氧化催化器装置54的启动温度之上。以这种方式确保，在碳氢化合物存储器装置74中存储的碳氢化合物在如下情况中才可以再次解吸、亦即从碳氢化合物存储器装置74放出并且到达氧化催化器装置54，即，当氧化催化器装置具有足够高的温度以用于实施催化的反应时。因此不需要控制技术的或调节技术的措施，以便触发该机制、亦即在碳氢化合物存储器装置74中的碳氢化合物的存储或释放。仅在利用燃烧室结构组合件12构造的车辆加热器的起动时形成的温度上升不仅在氧化催化器装置54的区域中而且在碳氢化合物存储器装置74的区域中负责，首先达到氧化催化器装置54的启动温度，并且然后当氧化催化器装置54的温度在启动温度时或在启动温度之上，达到碳氢化合物存储器装置74的解吸温度，并且从所述碳氢化合物存储器装置释放的碳氢化合物连同在燃烧排气中输送的、未烧掉的剩余氧在氧化催化器装置中转化。
在这里要指出，氧化催化器装置54和碳氢化合物存储器装置74可以结构上相互熔合。例如碳氢化合物存储器装置74可以至少局部地涂敷有氧化催化器装置54的催化器材料，从而可以在相同的空间的区域中存储碳氢化合物，将其再次释放并且在氧化催化器装置的催化器材料上转化。
在按照本发明构造的燃烧室结构组合件12中此外设置总体以76表示的氮氧化物存储器装置，所述氮氧化物存储器装置例如可以具有氮氧化物存储催化器80。所述氮氧化物存储催化器可以利用钡形成并且因此在富氧的、稀薄的气氛
如果氮氧化物存储催化器到达饱和状态中，这例如可以传感地检测或可以通过监控运行时间确定，可以通过在稍微亚化学计量的燃烧条件下运行车辆加热器，亦即利用由燃料和燃烧用空气组成的富燃料的油腻的混合物，通过在燃烧排气中输送的碳氢化合物或/和其中包含的co的减少的作用，实现氮氧化物分子到排气流中的释放并且实现氮的减少。
要指出，氮氧化物存储器装置76的提供可以附加于氮氧化物到燃烧过程中的回馈的在先所述措施或替代于此地进行。此外要指出，也对于氮氧化物存储器装置76可以选择与在图1中示出的不同的定位。例如氮氧化物存储器装置可以也在碳氢化合物存储器装置74下游、例如在碳氢化合物存储器装置和氧化催化器装置54之间或在氧化催化器装置54下游设置，如果这出于氮氧化物存储器装置76的用于存储氮氧化物优化的运行温度的原因是有利的话。氮氧化物存储器装置76相对于氧化催化器装置54在上游的定位可以以有利的方式用于，在将氮氧化物存储催化器80再生时存在的过量的碳氢化合物通过集成到氧化催化器装置54中的氧存储器、例如cer转变成水和二氧化碳。
利用按照本发明构造的燃烧室结构组合件10，可以不仅通过燃烧排气到燃烧过程中的基于火焰隔板34的特别的几何结构强迫的回馈，而且通过燃烧排气从燃烧室结构组合件10中排出之前流经催化器布置结构达到显著降低的有害物质排放。有利地，这两个措施在燃烧室结构组合件10中彼此结合地设定。然而每个措施也可以本身单独地引起在从燃烧室结构组合件10中喷出的排气中的减少的有害物质含量，而不用必然也设定另一个措施。
最后要指出，在先所述燃烧室结构组合件可以在多方面变化，而不会偏离本发明的原理。这样火焰隔板例如可以与包围燃烧室的周边壁集成地构成或/和可能与轴向接着所述周边壁的焰管集成地构成。也无须必然将周边壁和焰管通过唯一的构件作为其集成的组成部分提供。这样例如焰管也可以与分离壁集成地构造。火焰隔板也可以作为分离壁的集成的组成部分提供，而周边壁和焰管作为单独的构件设置。亦即火焰隔板例如到焰管或周边壁上的连接在本发明的意义上不仅包括两个分离的构件、例如通过材料锁合连接，而且包括两个系统区域、例如火焰隔板和周边壁的集成的提供，以作为所述构件的组成部分。