DE10014092A1 - Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunktion - Google Patents

Abstract

Es gehört zum Stand der Technik, daß ein mit Energie versorgter Heizabschnitt eines Vergasers (7) geheizt wird, und der resultierende vergaste Kraftstoff daraufhin verbrannt wird, um eine katalytische Verbrennungsvorrichtung vorzuheizen, wodurch der Beginn der katalytischen Verbrennung verzögert wird. Außerdem muß der mit Energie versorgte Heizabschnitt des Vergasers (7) selbst während der katalytischen Verbrennung mit Energie versorgt werden, was zu hohem Energieverbrauch führt. Der Aufbau ist ferner außerdem kompliziert und groß. Ein Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) und ein katalytischer Verbrennungsabschnitt (6) sind erfindungsgemäß beide gebildet durch einen mit Energie versorgten Heizkörper mit einer großen Anzahl von Sprühlöchern, und sie sind so aufgebaut, daß der katalytische Verbrennungsabschnitt (6) um den Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) herum vorgesehen ist. Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) und der katalytische Verbrennungsabschnitt (6) werden gleichzeitig mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen, wenn die Verbrennung gestartet wird. Der katalytische Verbrennungsabschnitt (6) ist bereits im wesentlichen vorgeheizt worden, wenn der Kraftstoff, der als Folge des Heizens des Kraftstoffverdampfungsabschnitts (31) vergast wurde, den katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) erreicht, wodurch gewährleistet wird, daß die katalytische Verbrennung rasch startet. Da der Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) durch Verbrennungshitze erwärmt wird, entfällt ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine katalytische Verbren­ nungsvorrichtung zum Vergasen von flüssigem Brennstoff.

Bekannte herkömmliche Techniken zum Vergasen von flüssigem Kraftstoff umfassen die in der japanischen ungeprüften Patent­ schrift Nr. S58-178108 offenbarte Technik. Diese Technik sieht die Verwendung eines Vergasers zum Vergasen von Kraftstoff vor und eine katalytische Verbrennungsvorrichtung zum Verbrennen des vergasten Kraftstoffs. Der Vergaser heizt einen Vormisch­ zylinder stromaufwärts von der katalytischen Verbrennungskam­ mer. Ein ummantelter Heizer führt den flüssigen Kraftstoff ei­ nem Gebläse zu. Das Gebläse stellt Primärluft bereit und ver­ teilt den flüssigen Kraftstoff auf der Innenwandung des ge­ heizten Vormischzylinders. Der Kraftstoff wird dadurch infolge des Kontakts mit dem Vormischzylinder vergast und der kataly­ tischen Verbrennungskammer zugeführt.

Die in der vorstehend genannten Druckschrift offenbarte Tech­ nik ist mit Nachteilen behaftet. Zunächst wird bei Beginn des Verbrennungsprozesses stromaufwärts von einer Platte eine Flammenverbrennung hervorgerufen, welche Platte ebenfalls stromaufwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt an­ geordnet ist. Die Flammenverbrennung heizt den katalytischen Verbrennungsabschnitt vor.

Bei einem derartigen Aufbau ist eine vorbestimmte Zeitdauer erforderlich, um den Vormischzylinder mit dem ummantelten Hei­ zer zu erwärmen. Die vorbestimmte Zeit ist erforderlich, um den katalytischen Verbrennungsabschnitt unter Verwendung der Flammenverbrennung vorzuheizen, die daraufhin gestartet wird.

Das heißt, um die katalytische Verbrennung zu starten, ist Zeit zum Heizen bzw. Erwärmen des Vormischzylinders und zum Vorheizen des katalytischen Verbrennungsabschnitts erforder­ lich. Infolge hiervon wird der Start der katalytischen Ver­ brennung verzögert, was unerwünscht ist.

Als zweites ist der Vormischzylinder getrennt von dem kataly­ tischen Verbrennungsabschnitt vorgesehen. Es ist deshalb schwierig, den Vormischzylinder mit Wärme von dem katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt zu heizen. Selbst nachdem die ka­ talytische Verbrennung beginnt, muß dem ummantelten Heizer während der katalytischen Verbrennung kontinuierlich hoher Strom zugeführt werden. Infolge hiervon wird eine große Strom­ menge bzw. Energiemenge selbst während der katalytischen Ver­ brennung verbraucht, was ebenfalls unerwünscht ist.

Da der Vormischzylinder zum Vergasen von Kraftstoff und der katalytische Verbrennungsabschnitt vollständig unterschiedli­ chen Aufbau aufweisen und getrennt vorgesehen sind, wird die katalytische Verbrennungsvorrichtung insgesamt groß bzw. sper­ rig aufgrund des komplizierten Aufbaus.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine kataly­ tische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunktion zu schaffen, in welcher katalytische Verbrennung nach kürzerer Zeit gestartet wird, der Kraftstoffverbrauch verringert ist und Konstruktionsaspekte vereinfacht sind, um Kompaktheit zu erzielen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei einem Kraftstoffverdampfungsabschnitt und einem kata­ lytischen Verbrennungsabschnitt um mit Energie bzw. Strom ver­ sorgte Heizkörper, die eine Vielzahl von Sprühlöchern aufwei­ sen und voneinander durch einen Verdampfungszylinder getrennt sind. Wenn die Verbrennung gestartet wird, erzeugen der Kraft­ stoffverdampfungsabschnitt und der katalytische Verbrennungs­ abschnitt gleichzeitig Wärme. Der katalytische Verbrennungsab­ schnitt wird vorgeheizt. Wenn vergaster Kraftstoff den kataly­ tischen Verbrennungsabschnitt erreicht, wird die katalytische Verbrennung rasch gestartet.

Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt und der katalytische Ver­ brennungsabschnitt sind in einem Block als ein mit Energie versorgter Heizkörper aufgebaut. Wenn die katalytische Ver­ brennung startet, wird der Kraftstoffverdampfungsabschnitt durch Wärme von der katalytischen Verbrennung geheizt. Dies macht das Heizen des Kraftstoffs mit hohem elektrischen Strom unnötig bzw. verringert die Wärmemenge, die durch den elektri­ schen Strom erzeugt wird bzw. werden muß. Während der kataly­ tischen Verbrennung wird der Energieverbrauch bzw. Stromver­ brauch verringert, weil die zum Vergasen von Kraftstoff erfor­ derliche Energie bzw. der hierfür erforderliche Strom nicht benötigt oder in verringertem Umfang benötigt wird.

Da der Kraftstoffverdampfungsabschnitt und der katalytische Verbrennungsabschnitt in einem Block aus einem mit Energie versorgten Heizkörper aufgebaut sind, kann der durch den Kraftstoffverdampfungsabschnitt und den katalytischen Verbren­ nungsabschnitt eingenommene Raum verkleinert werden, was es ermöglicht, die Größe der kompakten katalytischen Verbren­ nungsvorrichtung zu Verringern. Der Aufbau von einem Vergaser einschließlich einem Kraftstoffvergasungsabschnitt und einem katalytischen Verbrennungsabschnitt kann dadurch außerdem ver­ einfacht werden.

In Übereinstimmung mit dem zweiten Aspekt der vorliegenden Er­ findung handelt es sich bei einem katalytischen Verbrennungs­ abschnitt um einen mit Energie versorgten Heizkörper, der ei­ nen Katalysator auf seiner Oberfläche trägt. Dadurch ist es möglich, den Katalysator zu veranlassen, Abgas zu Beginn des Verbrennungsvorgangs dadurch zu verringern, daß Wärme durch Energieversorgung des mit Energie versorgten Heizkörpers zu Beginn der Verbrennung erzeugt wird.

In Übereinstimmung mit dem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftstoffverdampfungsabschnitt mit Energie versorgt, um Wärme in einem Verdampfungszylinder zu erzeugen, welchem flüs­ siger Kraftstoff zugeführt wird. Der dem Verdampfungszylinder zugeführte flüssige Kraftstoff wird dadurch infolge der Wärme in dem Verdampfungszylinder verdampft. Der verdampfte Kraft­ stoff wird daraufhin in einen katalytischen Verbrennungsab­ schnitt eingeleitet. Dadurch ermöglicht es die Verwendung ei­ nes derartigen Vergasers, die katalytische Verbrennung selbst von flüssigem Brennstoff zu ermöglichen.

In Übereinstimmung mit dem fünften Aspekt der Erfindung ist ein poröser Kraftstoffabsorptionskörper auf einer geschlosse­ nen Endseite eines Verdampfungszylinders vorgesehen. Der Kraftstoffabsorptionskörper ist dadurch Wärme von dem Kraft­ stoff ausgesetzt, um hohe Temperatur zu erzeugen. Der absor­ bierte Kraftstoff wird dadurch verdampft. Infolge hiervon wird die Verdampfung des flüssigen Kraftstoffs in dem Verdampfungs­ zylinder gefördert.

In Übereinstimmung mit dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen ein Kraftstoffverdampfungsabschnitt und ein katalytischer Verbrennungsabschnitt Zwei-Schicht- bzw. Doppel­ schicht-Aufbau auf, demnach der Kraftstoffverdampfungsab­ schnitt in der Mitte angeordnet ist. Dies ermöglicht es, den durch den Kraftstoffverdampfungsabschnitt und den katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt eingenommenen Raum zu verkleinern und dadurch die Größe der katalytischen Verbrennungsvorrich­ tung zu verringern.

In Übereinstimmung mit dem achten Aspekt der Erfindung wird einer Vormischkammer zugeführte Primärluft stromaufwärts von der Vormischkammer durch einen zylindrischen Körper geführt. Dies verbessert das Mischen der Primärluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer. Dies ermöglicht es, eine ungleichmäßige Verbrennung in dem katalytischen Verbrennungsabschnitt zu ver­ hindern.

In Übereinstimmung mit dem neunten Aspekt der Erfindung wird in der einer Vormischkammer zugeführten Primärluft ein Wirbel­ strom bzw. Verwirbelungsstrom erzeugt. Dies verbessert das Mi­ schen der Primärluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer, wodurch es ermöglicht wird, Ungleichmäßigkeit bei det Verbren­ nung in dem katalytischen Verbrennungsabschnitt zu verhindern.

In Übereinstimmung mit dem elften Aspekt der Erfindung findet Wärmetausch zwischen Verbrennungsgas und Verbrennungsluft an einer Membran statt, welche einen Verbrennungsgaskanal von ei­ nem Luftzufuhrkanal trennt. Dies ermöglicht es, die Wärme des Verbrennungsgases rückzugewinnen und dadurch die Größe der ka­ talytischen Verbrennungsvorrichtung zu verringern.

In Übereinstimmung mit dem zwölften Aspekt der Erfindung wird in der Sekundärluft ein Wirbelstrom erzeugt und der Verbren­ nungskammer zugeführt, um das Mischen der Sekundärluft mit dem verbrennbaren Kraftstoff in der Verbrennungskammer zu verbes­ sern. Dies ermöglicht es, den Verbrennungswirkungsgrad zu ver­ bessern.

Der Wirbelstrom des Verbrennungsgases veranlaßt einen Teil des Verbrennungsgases dazu, in einen sekundären Verbrennungsab­ schnitt zu strömen, infolge wovon ein EGR-Effekt es ermög­ licht, die Emission von Abgas zu verringern.

Da die sekundäre Verbrennung in einer verwirbelten Umgebung bzw. in verwirbelter Weise stattfindet, ist es möglich, die Volumenkapazität zu verringern, die für die sekundäre Verbren­ nung erforderlich ist, und dadurch die Größe der katalytischen Verbrennungsvorrichtung zu verringern.

In Übereinstimmung mit dem dreizehnten Aspekt der Erfindung sind Rippen für den Wärmetausch zwischen einem Verbrennungs­ gaskanal und einem Luftzufuhrkanal vorgesehen. Dies ermöglicht es, den Wirkungsgrad der Verbrennungsgasrückgewinnung zu ver­ bessern und dadurch den Wirkungsgrad der katalytischen Ver­ brennungsvorrichtung zu verbessern.

In Übereinstimmung mit dem vierzehnten Aspekt der Erfindung liegt ein Teil des katalytischen Verbrennungsabschnitts (des mit Energie versorgten Heizkörpers) auf einer Temperatur, die höher ist als in den übrigen Bereichen. Die katalytische Reak­ tion startet dadurch in einem Bereich höherer Temperatur ra­ scher als in den übrigen Bereichen. Zündung findet außerdem in dem Bereich höherer Temperatur vor derjenigen der übrigen Be­ reiche statt. Infolge hiervon hält ein Bereich höherer Tempe­ ratur die Flamme und wärmt den Katalysator in den übrigen Be­ reichen, wodurch eine katalytische Reaktion in den übrigen Be­ reichen gefördert wird. Dies ermöglicht es, eine Verbrennungs­ vorrichtung in einer kurzen Zeitdauer zu starten und den Ener­ gie- bzw. Stromverbrauch während des Startvorgangs zu verrin­ gern.

In Übereinstimmung mit dem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hochtemperaturbereich von den übrigen Berei­ chen getrennt. Der Hochtemperaturbereich ist außerdem in einer willkürlichen und variablen Position in dem katalytischen Ver­ brennungsabschnitt angeordnet. Diese Variabilität ermöglicht es, den Hochtemperaturbereich in einer Position anzuordnen, die zum Halten einer Flamme bzw. zum Fördern einer katalyti­ schen Reaktion in den übrigen Bereichen geeignet ist.

In Übereinstimmung mit dem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung können ein Hochtemperaturbereich und übrige Bereiche problemlos aufgebaut bzw. gestaltet werden, indem sie mit ei­ ner unterschiedlichen Anzahl von bandförmigen Heizkörpern ver­ sehen werden.

In Übereinstimmung mit dem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zündabschnitt in zumindest einem Teil des katalytischen Verbrennungsabschnitts (des mit Energie versorg­ ten Heizkörpers) vorgesehen. Der Zündabschnitt ist stromab­ wärts positioniert und die Zündung findet in dem Zündabschnitt früher statt als in den übrigen Bereichen zu Beginn des Be­ triebs. Infolge hiervon führt der Zündabschnitt die Funktion durch, die Flamme zu halten und den Katalysator in den übrigen Bereichen zu erwärmen. Dies fördert eine katalytische Reaktion in den übrigen Bereichen. Infolge hiervon ist es möglich, eine Verbrennungsvorrichtung in kurzer Zeitdauer zu starten und den Energie- bzw. Stromverbrauch während des Startvorgangs zu ver­ ringern.

In Übereinstimmung mit dem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Reaktionsförderabschnitt vorgesehen, der auf eine Temperatur höher als diejenige in den übrigen Bereichen erwärmt wird. Der Reaktionsförderabschnitt ist in zumindest einem Teil des katalytischen Verbrennungsabschnitts (des mit Energie versorgten Heizkörpers) auf seiner stromabwärtigen Seite vorgesehen. Infolge hiervon nimmt die Temperatur des Re­ aktionsförderabschnitts rascher als in den übrigen Bereichen zu Beginn des Betriebs zu. Dies führt dazu, daß die katalyti­ sche Reaktion in dem Reaktionsförderabschnitt früher startet. Infolge hiervon wird die primäre Verbrennung und die sekundäre Verbrennung stromabwärts von dem Reaktionsförderabschnitt rasch stabilisiert. Folglich kann eine Verbrennungsvorrichtung in kurzer Zeit gestartet werden und der Energieverbrauch beim Starten kann verringert werden.

In Übereinstimmung mit dem neunzehnten Aspekt der Erfindung ist ein Reaktionsförderabschnitt, der auf eine Temperatur hö­ her als diejenige der übrigen Bereiche erwärmt bzw. geheizt wird, in zumindest einem Teil des katalytischen Verbrennungs­ abschnitts (mit Energie versorgten Heizkörpers) versehen. Die­ ser Reaktionsförderabschnitt ist stromaufwärts angeordnet. Die Temperatur des Reaktionsförderabschnitts nimmt rascher zu als in den übrigen Bereichen während des Startvorgangs. Dies ver­ anlaßt wiederum, eine katalytische Reaktion in dem Reaktions­ förderabschnitt früher zu starten. Ein gemischtes Gas wird ei­ nem Zündabschnitt zugeführt, der einer katalytischen Reaktion unterworfen war, wodurch die Reaktion in dem Reaktionsförder­ abschnitt gefördert wird.

Das Zünden findet in einem Zündabschnitt früher als in den üb­ rigen Bereichen statt. Der Zündabschnitt wird problemlos ge­ zündet, weil das gemischte Gas unter beschleunigter Oxidation in den Zündabschnitt durch den Reaktionsförderabschnitt einge­ leitet wird. Der Zündabschnitt führt die Funktion durch, die Flamme zu halten und wärmt die Katalysatoren in den übrigen Bereichen, um katalytische Reaktion in den übrigen Bereichen zu fördern. Dies ermöglicht es, eine Verbrennungsvorrichtung in kürzerer Zeitdauer zu starten und den Energieverbrauch wäh­ rend des Startvorgangs zu verringern.

In Übereinstimmung mit dem zwanzigsten Aspekt der Erfindung sind ein Zündabschnitt und ein Reaktionsförderabschnitt gebil­ det, indem ein Durchgangsloch in einem bandförmigen Heizkörper vorgesehen ist. Der Zündabschnitt kann deshalb problemlos bei niedrigen Kosten hergestellt werden.

In Übereinstimmung mit dem einundzwanzigsten, dem zweiundzwan­ zigsten und dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Erfindung ist ein Reaktionsförderabschnitt in zumindest einem Teil eines mit Energie versorgten Heizkörpers vorgesehen. Der Reaktionsför­ derabschnitt erstreckt sich entlang einer Längsrichtung eines Sprühlochs.

Wenn der Reaktionsförderabschnitt in einem Bereich des Sprühlochs vorgesehen ist, wie etwa in einem stromaufwärtigen Bereich, stromabwärtigen Bereich oder dergleichen, durchsetzt gemischtes Gas, welches die Sprühlöcher durchsetzt, den Reak­ tionsförderabschnitt in kurzer Zeitdauer. Dies kann zu einem unzureichenden Heizen und zu einem Aktivieren des gemischten Gases führen.

Wenn hingegen der Reaktionsförderabschnitt in der Längsrich­ tung des Sprühlochs vorgesehen ist, wie gemäß den einundzwan­ zigsten bis dreiundzwanzigsten Aspekten der Erfindung, braucht das gemischte Gas lange Zeit, um den Reaktionsförderabschnitt zu durchsetzen. Dies fördert das Heizen und Aktivieren des ge­ mischten Gases, verbessert das Zünden des gemischten Gases, welches den Reaktionsförderabschnitt durchsetzt, und verbes­ sert dadurch das Zünden der katalytischen Verbrennungsvorrich­ tung.

In Übereinstimmung mit dem zweiundzwanzigsten Aspekt der Er­ findung ist ein mit Energie versorgter Heizkörper vorgesehen. Der mit Energie versorgte Heizkörper ist durch Wickeln eines bandförmigen Heizkörpers vorgesehen bzw. gebildet. Der band­ förmige Heizkörper ist gebildet durch Verbinden einer flachen Folie mit einer gewellten Folie. Ein Reaktionsförderabschnitt ist vorgesehen durch Ausdünnen von entweder der flachen Folie oder der gewellten Folie, wodurch der bandförmige Heizkörper in Folienform gebildet wird. Eine derartige Anordnung ermög­ licht die Herstellung des Bereichs, ohne daß die Konfiguratio­ nen aus flacher Folie und gewellter Folie kompliziert werden.

In Übereinstimmung mit dem dreiundzwanzigsten Aspekt der Er­ findung wird ein bandförmiger Heizkörper derart gewickelt, daß Ausschnitte auf stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten von ihm einander überlappen. Der Bereich kann in einer einfa­ chen Konfiguration geschnitten werden, die einfacher ist als ein Bereich, in welchem ein Reaktionsförderabschnitt durch Ausschnitte festgelegt ist, die einander nicht überlappen. Dies erleichtert die Herstellung. Die vereinfachte Konfigura­ tion bzw. der vereinfachte Aufbau ermöglicht es, die Kosten zu verringern.

In Übereinstimmung mit den vierundzwanzigsten und fünfundzwan­ zigsten Aspekten der Erfindung ist ein Zündabschnitt vorgese­ hen, welcher in eine Zündkammer stromabwärts von dem Katalysa­ torverbrennungsabschnitt vorsteht. Gemischtes Gas wird dem Sprühloch zugeführt, wobei in dem Sprühloch der Zündabschnitt gebildet ist. Wenn der Zündabschnitt auf der stromabwärtigen Seite von ihm vorgesehen ist, befindet sich das Gas in schlechtem Mischungszustand. Das gemischte Gas wird deshalb selbst dann nicht gezündet, wenn es durch den Zündabschnitt geleitet wird. Der Grund hierfür liegt darin, daß das zuge­ führte gemischte Gas kein für die Zündung geeignetes Luft- Kraftstoffverhältnis aufweist.

Da jedoch der Zündabschnitt in die Verbrennungskammer stromab­ wärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt vorsteht, ist der Zündabschnitt einer großen Menge an gemischtem Gas ausgesetzt, das durch eine Anzahl von Sprühlöchern hinduchge­ treten ist. Das gemischte Gas, welches den Zündabschnitt kon­ taktiert, wird deshalb durch den Gemischzustand vor dem Sprüh­ strom nicht beeinträchtigt. Da das gemischte Gas eine große Anzahl von Sprühlöchern durchsetzt hat, findet sich das ge­ mischte Gas in einem bevorzugten Bewegungs- bzw. Umrührzustand und kann durch den Zündabschnitt stabil gezündet werden.

In Übereinstimmung mit dem fünfundzwanzigsten Aspekt der Er­ findung ist ein bandförmiger Heizkörper, welcher einen Zündab­ schnitt bildet, von bandförmigen Heizkörpern getrennt, welche die übrigen Abschnitte bilden. Der bandförmige Heizkörper, welcher den Zündabschnitt bildet, steht in eine Verbrennungs­ kammer tiefer hinein vor als die bandförmigen Heizkörper der übrigen Abschnitte. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, den Bereich ohne Verwenden eines komplizierten Aufbaus, wie etwa dann herzustellen, wenn ein Teil des bandförmigen Heiz­ körpers in stromabwärtiger Richtung vorsteht.

Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung erschlie­ ßen sich aus ihrer nachfolgenden detaillierten Beschreibung.

Es wird bemerkt, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, während sie bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen, ausschließlich zu Erläuterungszwecken angeführt sind, und daß verschiedene Änderungen und Modifika­ tionen, die im Umfang der Erfindung liegen, sich dem Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung erschließen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Heißwasserheizvorrich­ tung unter Verwendung einer katalytischen Verbrennungs­ vorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung,

Fig. 2A eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen der katalyti­ schen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2B eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen der katalyti­ schen Verbrennungsvorrichtung gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 3A eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Kraft­ stoffverdampfungsabschnitts und eines katalytischen Verbrennungsabschnitts in Übereinstimmung mit der er­ sten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3B eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Kraft­ stoffverdampfungsabschnitts und eines katalytischen Verbrennungsabschnitts in Übereinstimmung mit der er­ sten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Steuereinrichtung in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der Er­ findung,

Fig. 5 ein Zeitlaufdiagramm der Arbeitsweise in Übereinstim­ mung mit der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Heißwasserheiz­ geräts unter Verwendung einer katalytischen Verbren­ nungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer siebten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils einer katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit einer achten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 14 eine schematische Schnittansicht einer Heißwasserheiz­ vorrichtung unter Verwendung einer katalytischen Ver­ brennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer neun­ ten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 eine schematische Schnittansicht einer Heißwasserheiz­ vorrichtung unter Verwendung einer katalytischen Ver­ brennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zehn­ ten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 eine schematische Schnittansicht einer Heißwasserheiz­ vorrichtung unter Verwendung einer katalytischen Ver­ brennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer elf­ ten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 17 eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils der katalytischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstim­ mung mit der elften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 18 eine Kurvendarstellung der Temperaturanstiegskennlinie bzw. -eigenschaft eines Hochtemperaturheizabschnitts und eines Niedrigtemperaturheizabschnitts in Überein­ stimmung mit der elften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit einer zwölften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers auf dem Wickeln in Übereinstimmung mit einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 21 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer kataly­ tischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heizkör­ pers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit einer vier­ zehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 24 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer kataly­ tischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heizkör­ pers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit der sech­ zehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 26 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer kataly­ tischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer sechzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 27 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers vor dem Aufwickeln in Übereinstimmung mit der siebzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 28 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer kataly­ tischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer achtzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 29 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit der achtzehnten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 30 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils einer kataly­ tischen Verbrennungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer neunzehnten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 31 eine perspektivische Ansicht eines bandförmigen Heiz­ körpers vor dem Wickeln in Übereinstimmung mit der neunzehnten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Heiß­ wasserheizvorrichtung, die eine katalytische Verbrennungsvor­ richtung verwendet und Vergasungsfunktion besitzt. Der Begriff "obere" im Zusammenhang mit der Ausführungsform bedeutet, daß im oberen Teil der jeweiligen Figur ein Element zu liegen kommt, und der Begriff "untere" bedeutet, daß ein Element im unteren Teil dieser Figur zu liegen kommt.

Die Heißwasserheizvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausfüh­ rungsform verwendet einen Mehrrohraufbau mit einem Verbren­ nungszylinder 1 (in der Mitte der Vorrichtung angeordnet), ei­ nem Abgas- bzw. Auslaßzylinder 2 und einem Heißwasserzylinder 3. Bei dem Verbrennungszylinder 1 handelt es sich um einen Zy­ linder, in welchem Kraftstoff verbrannt wird. Der Abgaszylin­ der 2 legt einen ringförmigen Verbrennungsgaskanal 4 zwischen dem Verbrennungszylinder 1 und einem Außenluftführungszylinder 9 (nachfolgend erläutert) fest. Der Heißwasserzylinder 3 legt einen Heißwasserkanal 5 in Kombination mit dem Abgaszylinder 2 fest.

Bei dem Verbrennungszylinder 1 handelt es sich um einen zylin­ drischen Körper, der aus wärmebeständigem Metall (wie etwa Edelstahl) hergestellt ist und der gebildet ist durch einen durchmesserkleinen Zylinder 1a, der auf seiner oberen Seite (der Kraftstoffzufuhrseite) angeordnet ist, und einem durch­ messergroßen Zylinder 1b, der auf seiner unteren Seite (der Verbrennungsaustragseite) angeordnet ist. Die Durchmesserände­ rung zwischen dem durchmesserkleinen Zylinder 1a und dem durchmessergroßen Zylinder 1b findet an einem Stufenabschnitt 1c bzw. durch diesen statt.

Ein katalytischer Verbrennungsabschnitt 6 und ein Vergaser 7 sind in einem oberen Bereich innerhalb des durchmesserkleinen Abschnitts 1a vorgesehen. Mehrere sekundäre Lufteinlaßöffnun­ gen 8 zum Blasen von Sekundärluft in dem Verbrennungszylinder 1 sind an einem Randbereich bzw. Umfangsbereich des durchmes­ serkleinen Abschnitts 1a gebildet. Die Öffnungen 8 sind ge­ ringfügig tieferliegend angeordnet als der katalytische Ver­ brennungsabschnitt 6 und der Vergaser 7.

Ein Doppelzylinder, der durch einen Außenluftführungszylinder 9 gebildet ist, ist um den durchmesserkleinen Zylinder 1a und einen Innenluftführungszylinder 11 vorgesehen, der einen Durchmesser aufweist, der geringfügig größer ist als derjenige des durchmesserkleinen Zylinders 1a. Dieser Doppelzylinder wirkt als Membran zum Trennen des Verbrennungsgaskanals 4 von dem Außenluftzufuhrkanal 10.

Der Außenluftzufuhrkanal 10 führt von der oberen Seite eines Wendeabschnitts 12 zugeführte Luft, der über dem Stufenab­ schnitt 1c angeordnet ist, zu, während ein Wärmetausch zwi­ schen der zugeführten Luft und Verbrennungsgas durchgeführt wird.

Der Innenluftzufuhrkanal 13 ist zwischen dem Innenluftfüh­ rungszylinder 11 und einem durchmesserkleinen Zylinder 1a an­ geordnet. Der Innenluftzufuhrkanal 13 führt durch den Wendeab­ schnitt 12 gewendete Luft in Aufwärtsrichtung.

Ein Primärluftzufuhrkanal 15 entspricht dem Primärluftzufuhr­ mittel. Der Primärluftzufuhrkanal 15 führt Luft von einem In­ nenluftzufuhrkanal 13 zu einer Vormischkammer 14, die über den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 angeordnet ist. Die der Vor­ mischkammer 14 zugeführte Luftmenge wird eingestellt, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzielen, unter welchem die der Vormischkammer 14 zugeführte Kraftstoffmenge im Überschuß vor­ liegt (ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis, welches kleiner als ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist).

Die Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 entsprechen einem Sekundär­ luftzufuhrmittel zum Zuführen von Sekundärluft, die für eine perfekte Verbrennung eines verbrennbaren Kraftstoffs erforder­ lich ist, zu einer Verbrennungskammer 13, die stromabwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt (innerhalb des Ver­ brennungszylinders 1 stromabwärts von den Sekundärlufteinlaß­ öffnungen 8) angeordnet ist. Die dem Verbrennungszylinder 1 aus den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 zugeführte Luftmenge wird eingestellt, um ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erzie­ len, welches für eine perfekte Verbrennung des verbrennbaren Kraftstoffs erforderlich ist (ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis höher als das ideale Luft/Kraftstoff-Verhältnis).

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Verhältnis zwi­ schen der der Vormischkammer 14 zugeführten Primärluft und der dem Verbrennungszylinder 1 zugeführten Sekundärluft, und zwar aus den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8, mit etwa 1 : 2 gewählt.

Bei dem Abgaszylinder 2 handelt es sich um einen zylindrischen Körper mit geschlossenem Ende, der an der unteren Seite (ab­ gasstromabwärtige Seite) der Verbrennungskammer 1 verschlossen ist. Gebildet ist er mit Gaswärmeübertragungsrippen 17 zum Übertragen der Wärme des Verbrennungsgases auf den Abgaszylin­ der 2 auf einer Innenseite von ihm. Gebildet ist er ferner mit wasserseitigen Wärmeleitrippen 18 zum spiralförmigen Führen des Heißwasserkanals 5 auf seiner Außenseite. Ein Abgaszylin­ deraustragloch 19 ist an einem stromaufwärtigen Ende des Ab­ gaszylinders 2 gebildet. Dieses Austragloch 19 dient zum Aus­ tragen von Verbrennungsgas, welches durch den Verbrennungsgas­ kanal 4 in Aufwärtsrichtung geführt wird.

Bei dem Heißwasserzylinder 3 handelt es sich um einen zylin­ drischen Körper mit geschlossenem Ende. Der Heißwasserzylinder 3 ist an der Unterseite des Verbrennungszylinders 1 ähnlich wie der Abgaszylinder 2 verschlossen. Der Heißwasserzylinder 3 ist mit einem Heißwasseraustragloch 20 in Verbindung mit dem Abgaszylinderaustragloch 19 des Abgaszylinders 2 gebildet. Ei­ ne Heißwassereinlaßöffnung 21 zum Führen von heißem Waser zu dem Heißwasserkanal 5 ist in einem unteren Bereich des Heiß­ wasserzylinders 3 gebildet. In ähnlicher Weise ist eine Heiß­ wasserauslaßöffnung 22 zum Führen von heißem Wasser zur Außen­ seite in einem oberen Bereich des Heißwasserzylinders 3 gebil­ det.

Die Oberseiten der Vormischkammer 14, des Abgaszylinders 2 und des Heißwasserzylinders 3 sind durch eine Endplatte 23 ver­ schlossen. Angebracht an einer Außenendplatte 23 befindet sich ein Luftzuströmzylinder 26, in welchen Luft zur Verbrennung von einer Luftpumpe 24 zugeführt wird. Diese Luft wird durch eine Lufteinlaßöffnung 25 zugeführt. In den Luftzuströmzylin­ der 26 zugeführte Luft wird zu einem Außenluftzufuhrkanal 10 durch ein Luftzufuhrloch 27 geführt, welches in der Endplatte 23 gebildet ist.

Ein Vergaser 7, der sich in den durchmesserkleinen Zylinder 1a des Verbrennungszylinders 1 erstreckt, ist in der Endplatte 23 angebracht.

Der Vergaser 7 ist zum Vergasen von flüssigem Kraftstoff mit Wärme und zum Einleiten des Gases in die Vormischkammer 14 stromaufwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt vor­ gesehen. Der Vergaser 7 umfaßt ein zentrales Elektrodenrohr 29, welches an der Endplatte 23 mit mehreren Isoliermateriali­ en 28a und 28b angebracht ist. Einem Verdampfungszylinder 30 wird flüssiger Kraftstoff von dem zentralen Elektrodenrohr 29 zugeführt. Der Verdampfungszylinder 30 ist außerdem um das zentrale Elektrodenrohr 29 mit einem dazwischen angeordneten Isoliermaterial gehalten. Ein Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 ist in dem Verdampfungszylinder 30 vorgesehen und wird durch das zentrale Elektrodenrohr 29 mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen. Das zentrale Elektrodenrohr 29 besitzt ei­ nen Kanal 29a, durch welchen flüssiger Kraftstoff im Zentrum hindurchtritt.

Das untere Ende des Verdampfungszylinders 30 ist gebildet durch eine geschlossene Endseite 30a, die zum Innern des Ver­ brennungszylinders 1 weist. Kraftstoffeinspritzlöcher 32 zum Einleiten des vergasten Kraftstoffs in die Vormischkammer 14 sind auf einer oberen Seitenfläche des Verdampfungszylinders 30 vorgesehen. Dieser Verdampfungszylinder 30 (durch den kata­ lytischen Verbrennungsabschnitt 6 auf Masse gelegt bzw. geer­ det), der Verbrennungszylinder 1 und der Kraftstoffverdamp­ fungsabschnitt 31 werden zusammen mit dem katalytischen Ver­ brennungsabschnitt 6 mit Energie versorgt, wenn an das zentra­ le Elektrodenrohr 29 eine Spannung angelegt wird.

Flüssiger Kraftstoff (beispielsweise Leichtöl), bevorratet in einem Kraftstofftank 33, wird dem oberen offenen Ende des Ka­ nals 29a des zentralen Elektrodenrohrs 29 durch eine Kraft­ stoffpumpe 34 zugeführt.

Das untere offene Ende des Kanals 29a des zentralen Elektro­ denrohrs 29, das in dem Verdampfungszylinder 30 angeordnet ist, befindet sich in Gegenüberlagebeziehung zu der geschlos­ senen Endseite 30a des Verdampfungszylinders 30. Das untere offene Ende des Kanals 29a ist von der geschlossenen Endseite 30a mit einem vorbestimmten Zwischenraum beabstandet, um das zentrale Elektrodenrohr 29 von dem Verdampfungszylinder 30 zu isolieren.

Das zentrale Elektrodenrohr 29 wird mit einer vorbestimmten Spannung durch einen Stromzufuhranschluß 35 versorgt. Der Stromzufuhranschluß 35 durchsetzt den Luftzuströmzylinder 26 und befindet sich im Klemmeingriff mit mehreren Befestigungs­ muttern 37a und 37b, die ihn an dem zentralen Elektrodenrohr 29 festlegen. Zwischen der Mitte bzw. dem Zentrum des Stromzu­ fuhranschlusses 35 und dem Zuströmzylinder 26 ist ein Isolier­ material 36 angeordnet.

Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt 21 besitzt im wesentlichen bienenwabenartige Form mit mehreren Einweglöchern. Wie in Fig. 3A gezeigt, ist der Kraftstoffverdampfungsabschnitt durch Bil­ den einer dünnen Isolierschicht aus Aluminiumoxid oder der­ gleichen auf der Oberfläche eines Paars von Metallfolien (mit einer Dicke von beispielsweise 50 µm) und durch Wickeln der Folien um das zentrale Elektrodenrohr 29 erstellt. Ein flaches Blech 38a und ein gewelltes Blech 38b können beispielsweise verwendet werden. Das flache Blech 38a und das gewellte Blech 38b sind aus Edelstahl vom Fe-Cr-Al-Ferrit-Typ hergestellt, welches Wärme aufgrund von Erregungs- bzw. Energiezufuhr er­ zeugt. Die mehreren Sprühlöcher des Kraftstoffverdampfungsab­ schnitts 31 sind zwischen dem flachen Blech 38a und dem ge­ wellten Blech 38b gebildet. Die durch das flache Blech 38a und das gewellte Blech 38b gebildete Honigwabe ist in Fig. 2B ge­ zeigt.

Der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 ist zwischen dem durchmesserkleinen Zylinder 1a und dem Verdampfungszylinder 30 vorgesehen. Der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 ist durch Einbringen von Katalysatoren gebildet. Diese Katalysatoren um­ fassen Edelmetalle, wie etwa Pt, Pd und Rh, Metalle, wie etwa Ni und Cu, und Oxide, wie etwa Aluminiumoxid und Zirkoniu­ moxid. Diese Katalysatoren fördern die Verbrennung und die partielle Oxidation auf einer Oberfläche des mit Energie ver­ sorgten Heizkörpers. Der katalytische Verbrennungsabschnitt ist im wesentlichen in honigwabenartiger Konfiguration mit mehreren Sprühlöchern gebildet. Der katalytische Verbrennungs­ abschnitt 6 wird mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen. Partielle Oxidation kann hervorgerufen werden, indem eine aus Aluminiumoxid oder dergleichen als Isolierschicht hergestellte Oxidschicht verwendet wird. Bei den Katalysatoren im Zusammen­ hang mit dieser Erfindung handelt es sich deshalb um die vor­ stehend genannten Metalle und die Oxidschicht.

Wie in Fig. 3B gezeigt, ist insbesondere eine dünne Isolati­ onsschicht aus Aluminiumoxid oder dergleichen auf der Oberflä­ che eines Paars von Metallfolien (mit einer Dicke von bei­ spielsweise 50 µm) gebildet. Insbesondere sind ein flaches Blech 38a und ein gewelltes Blech 38b gezeigt, die aus Edel­ stahl vom Fe-Cr-Al-Ferrit-Typ hergestellt sind und Wärme auf­ grund von Erregungs- bzw. Energiezufuhrwiderstand erzeugen. Katalysatoren, wie etwa Pt und Pd sind außerdem auf ihnen vor­ gesehen. Die resultierenden Elemente werden um den Verdamp­ fungszylinder 30 gewickelt. Die mehreren Sprühlöcher in dem katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 sind zwischen dem fla­ chen Blech 38a und dem gewellten Blech 38b gebildet.

Die Innenseite des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 ist mit dem Verdampfungszylinder 30 verbunden. Die Außenseite des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 ist mit dem Verbren­ nungszylinder 1 durch eine periphere bzw. über den Umfang ver­ laufende Elektrode 39 verbunden. Der katalytische Verbren­ nungsabschnitt 6 wird mit Energie versorgt, um Wärme zusammen mit dem Kraftstoffverbrennungsabschnitt 31 zu erzeugen, wenn an das zentrale Elektrodenrohr 29 eine Spannung angelegt wird.

Eine in Fig. 4 gezeigte Steuereinrichtung 40 steuert die Ener­ giezufuhr bzw. Energiebeaufschlagung des Kraftstoffverdamp­ fungsabschnitts 31 und des katalytischen Verbrennungsab­ schnitts 6, die Energiezufuhr zu der Luftpumpe 34 und die Energiezufuhr zu der Kraftstoffpumpe 34. Die Steuereinrichtung 40 besitzt einen Betätigungsschalter 41, der manuell betätigt wird, einen Wassertemperatursensor 42 zum Ermitteln der Tempe­ ratur von heißem Wasser in dem Heißwasserkanal 5, und einen Abgastemperatursensor 43 zum Ermitteln der Temperatur von Ver­ brennungsgas in dem Verbrennungsgaskanal 4. Die Kraftstoffver­ brennung wird gestartet, wenn die durch den Wassertemperatur­ sensor 42 ermittelte Temperatur niedriger als eine Betäti­ gungs- bzw. Betriebsstarttemperatur ist, wenn der Betätigungs­ schalter 41 eingeschaltet ist. In ähnlicher Weise wird die Kraftstoffverbrennung gestoppt, wenn der Betätigungsschalter 41 ausgeschaltet ist, oder wenn die durch den Wassertempera­ tursensor 42 ermittelte Temperatur höher als die Betriebs- bzw. Betätigungsstarttemperatur ist. Die Steuereinrichtung 40 verstärkt und vermindert das Verbrennungsausmaß auf Grundlage der durch den Wassertemperatursensor 42 ermittelten Tempera­ tur.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr auf Grundlage des in Fig. 5 gezeigten Zeitlaufdiagramms erläu­ tert. Wenn die durch den Wassertemperatursensor 42 ermittelte Temperatur niedriger als die Betriebsstarttemperatur ist, wird die Verbrennung gestartet, wenn der Betätigungsschalter 41 eingeschaltet ist. Zunächst werden die Luftpumpe 24 und die Kraftstoffpumpe 34 bei einer für die Zündung geeigneten nied­ rigen Drehzahl betrieben. Gleichzeitig werden der Kraftstoff­ verbrennungsabschnitt 31 und der katalytische Verbrennungsab­ schnitt 6 mit Energie versorgt.

Infolge dieser Energieversorgung wird dem Verdampfungszylinder 30 zugeführter flüssiger Kraftstoff in dem Kraftstoffverdamp­ fungsabschnitt 31 erhitzt und verdampft. Der verdampfte Kraft­ stoff wird daraufhin in die Vormischkammer 14 eingespritzt. Primärluft wird der Vormischkammer 14 zusätzlich zu dem verga­ sten Kraftstoff zugeführt, wodurch die Elemente in geeigneter Weise gemischt werden. Diese Mischung wird daraufhin dem kata­ lytischen Verbrennungsabschnitt 6 zugeführt.

Der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 wird ebenfalls mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen, welche die Katalysato­ ren aktiviert und die gemischten Gase zündet und verbrennt. Da die Primärluft für die Verbrennung an bzw. in dem katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt 6 unzureichend bzw. unvollständig ist, wird der restliche verbrennbare Kraftstoff durch Sekun­ därluft vollständig verbrannt, welche dem Verbrennungszylinder 1 aus den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 zugeführt wird. Selbst in dieser frühen Betriebsstufe kann die Emission von Abgas während des Startens verringert werden, weil das verbrennbare Gas aktiviert wird und partielle Oxidation durch Einwirkung der Katalysatoren gefördert wird.

Wenn die Zündung durch den Ermittlungswert des Abgastempera­ tursensors 43 (t1) bestätigt wird, werden die Luftpumpe 24 und die Kraftstoffpumpe 34 allmählich in stabilen Betrieb über­ führt. Wenn daraufhin der Ermittlungswert des Abgastemperatur­ sensors 43 eine vorbestimmte Temperatur (t2) erreicht, wird die Energieversorgung des Kraftstoffverdampfungsabschnitts 31 und des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 gestoppt. Wäh­ rend die Zündung bestätigt wird und die Energieversorgung des Kraftstoffverdampfungsabschnitts 31 und des katalytischen Ver­ brennungsabschnitts 6 gestoppt wird, können diese Betriebsab­ läufe auf Zeitgebersteuerungsbasis durchgeführt werden. Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 und der katalytische Ve­ brennungsabschnitt 6 sind nunmehr bereits heiß genug geworden, und zwar ohne Energiezufuhr, infolge der Übertragung von durch die Verbrennung erzeugter Wärme. Dem Verdampfungszünder 30 zu­ geführter flüssiger Kraftstoff wird deshalb verdampft und ver­ gast und das gemischte Gas, welches den katalytischen Verbren­ nungsabschnitt 6 durchsetzt, wird katalytischer Verbrennung unterworfen.

Selbst während des stabilen Betriebs bzw. des Dauerbetriebs ist das dem katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 aus der Vor­ mischkammer 14 zugeführte gemischte Gas kraftstoffreich rela­ tiv zu dem theoretischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis und die Verbrennungstemperatur am katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 wird auf eine niedrige Temperatur (beispielsweise etwa 600°C) gedrückt. Da diese Temperatur niedriger als die Tempe­ ratur ist, welcher die Katalysatoren zu widerstehen vermögen (beispielsweise 900°C), kann eine Beeinträchtigung der Kataly­ tisatoren, die durch den katalytischen Verbrennungsabschnitt getragen sind, vermieden werden.

Das den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 durchsetzende kraftstoffreiche gemischte Gas wird in ein inertes Gas bei ho­ her Temperatur infolge partieller Oxidation denaturiert, wel­ che durch katalytische Verbrennung am bzw. im katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 hervorgerufen wird.

Sekundärluft wird aus den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 dem Inertgas unter hoher Temperatur zugeführt. Diese Luft wird daraufhin durch den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 ge­ leitet und darin denaturiert, um sämtlichen verbrennbaren Kraftstoff zu verbrennen. Die Menge an Primär- und Sekundär­ luft wird relativ zu der Kraftstoffmenge, die dem Verbren­ nungszylinder 1 zugeführt wird, derart gewählt, so daß das ge­ samte Luft/Kraftstoff-Verhältnis in einem Bereich von 17,5 bis 29,2 (Überschußluftfaktor von 1,2 bis 2) erzielt wird. Der Kraftstoff unterliegt dadurch einer perfekten Verbrennung in dem Verbrennungszylinder 1 stromabwärts von den Sekundär­ lufteinlaßöffnungen 8 (d. h. in der Verbrennungskammer 16).

Das Verbrennungsgas strömt bei hoher Temperatur ausgehend vom Verbrennungszylinder 1, führt am Boden des Verbrennungszylin­ ders 1 eine Wende durch und strömt entlang der Innenseite des Abgaszylinders 2, um das heiße Wasser zu heizen, welches in den Heißwasserkanal 5 strömt. Diese Wärme wird durch die Gas­ wärmeübertragungsrippen 17 übertragen. Das Gas wird zur Außen­ seite durch das Abgaszylinderaustragloch 19 und das Heißwas­ serzylinderaustragloch 20 ausgetragen.

Das heiße Wasser wird in den Heißwasserkanal 5 aus der Heiß­ wassereinlaßöffnung 21 geleitet und infolge des Wärmetausches mit dem Verbrennungsgas durch die wasserseitigen Wärmeübertra­ gungsrippen 18 erwärmt. Das Wasser strömt daraufhin durch den Heißwasserauslaß 22. Das erwärmte heiße Wasser wird zu einem Heizerkern einer Klimaanlage durch eine (nicht gezeigte) Heiß­ wasserpumpe übertragen und einem Wärmetausch mit Luft unter­ worfen, die durch den Heizerkern hindurchtritt. Dadurch wird die Fahrgastzelle erwärmt.

Wenn der Betätigungsschalter 41 ausgeschaltet ist, wird die Kraftstoffpumpe 34 sofort gestoppt, um die Zufuhr des Kraft­ stoffs zu stoppen bzw. zu unterbrechen. Der Betrieb der Luft­ pumpe 24 wird für eine vorbestimmte Zeit t4 fortgesetzt, um sämtlichen restlichen Kraftstoff zu verbrennen und einen Be­ trieb durchzuführen, um das Innere des Verbrennungszylinders 1 abzukühlen (Nachspülvorgang). Wenn die vorbestimmte Zeit t4 abläuft, wird auch die Pumpe 24 gestoppt, um sämtliche Funk­ tionen zu beenden.

Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 und der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 sind beide aufgebaut aus einem mit Energie versorgten Heizkörper, der mehrere Sprühlöcher auf­ weist, und sie sind so erstellt, daß der katalytische Verbren­ nungsabschnitt 6 um den Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 herum angeordnet ist. Der Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 und der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 werden gleichzei­ tig mit Energie versorgt, um Wärme zu erzeugen, wenn die Ver­ brennung gestartet wird. Da infolge hiervon der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 im wesentlichen vorerwärmt wurde, wenn der vergaste Kraftstoff den katalytischen Verbrennungsab­ schnitt 6 erreicht, kann katalytische Verbrennung rasch im ka­ talytischen Verbrennungsabschnitt 6 gestartet werden.

Da der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 um den Kraftstoff­ verdampfungsabschnitt 31 angeordnet ist, wird der Kraftstoff­ verdampfungsabschnitt 31 durch die Verbrennungswärme erhitzt, wenn die katalytische Verbrennung beginnt. Dies macht die Not­ wendigkeit zum Heizen des Kraftstoffverdampfungsabschnitts 31 durch Energiezufuhr während der katalytischen Verbrennung un­ nötig. Das heißt, der Energieverbrauch kann während des stabi­ len Betriebs bzw. des Dauerbetriebs klein gehalten werden, weil keine Notwendigkeit besteht zum Vergasen des Kraftstoffs während der katalytischen Verbrennung, Energie zuzuführen.

Dieser Aufbau ermöglicht es, den Raum zu verkleinern, der durch den Kraftstoffverdampfungsabschnitt 31 und den katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt 6 eingenommen wird, was zu einer vereinfachten Konstruktion und zu einer Verringerung der Größe der katalytischen Verbrennungsvorrichtung führt.

Da in dem katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 aufgrund einer Knappheit der Luftzufuhr Verbrennung unter niedriger Tempera­ tur stattfindet, kann ein Überhitzen des Katalysators verhin­ dert werden. Dies erlaubt eine stabile katalytische Verbren­ nung für eine lange Zeitdauer. Der katalytische Verbrennungs­ abschnitt 6 weist lediglich eine Stufe auf. Dies erlaubt die Verwendung eines einfachen Aufbaus, bei welchem jeglicher ver­ brennbare Kraftstoff, der durch die Katalysatoren aktiviert wird, in dem Verbrennungszylinder 1 stromabwärts vom katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt 6 perfekt verbrannt wird. Auch dieses Merkmal erlaubt eine Verringerung der Größe und der Ko­ sten der katalytischen Verbrennungsvorrichtung.

Ein Aufbau wird verwendet, bei welchem Verbrennungsgas und Luft Wärmetausch durch den Außenluftführungszylinder 9 unter­ worfen sind. Dadurch wird Luft zur Verbrennung erhitzt, und es wird möglich, die Wärme des Verbrennungsgases rückzugewinnen. Der Wirkungsgrad der katalytischen Verbrennungsvorrichtung kann damit verbessert werden.

Fig. 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung. Die zweite Ausführungsform besitzt verbesserte Verbrennung startend bei niedriger Temperatur im Vergleich zu der ersten Ausführungsform. Bei der zweiten Ausführungsform besitzt ein mit Energie versorgter Heizkörper, welcher den ka­ talytischen Verbrennungsabschnitt 6 bildet, einen großen Durchmesser. Dieser mit Energie versorgte Heizkörper ist au­ ßerdem in dem Primärluftzufuhrkanal 15 als Luftheizabschnitt 44 vorgesehen, wodurch die der Vormischkammer 14 zugeführte Primärluft geheizt wird. Obwohl der Luftheizabschnitt 44 und der katalytische Verbrennungsabschnitt 6 funktionell unter­ schiedlich sind, besitzen sie dieselbe Honigwaben- Konfiguration und sie sind mit dem Innenluftführungszylinder 11 durch die periphere Elektrode 39 verbunden.

Infolge hiervon wird durch den Primärluftzufuhrkanal 15 hin­ durchtretende Luft während des Startvorgangs erhitzt bzw. er­ wärmt, um seine Mischung mit dem vergasten Kraftstoff in der Vormischkammer 14 zu fördern. Auch dieses verbessert den Ver­ brennungsstartvorgang.

Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung. In Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform ist ein Kraft­ stoffabsorptionskörper 45, hergestellt aus porösem Metallmate­ rial, auf dem Boden des Verdampfungszylinders 30 (mit ge­ schlossener Endseite 30a) vorgesehen. Ein Isoliermaterial 46 ist zwischen dem Kraftstoffabsorptionskörper 45 und dem zen­ tralen Elektrodenrohr 29 vorgesehen.

Der Kraftstoffabsorptionskörper 45 besteht aus Metall mit ho­ her Wärmeleitfähigkeit. Zu diesem Zweck kann Schaummetall, wie etwa Edelstahl bzw. aus Edelstahl oder ein Stapel aus Drahtma­ schennetzen, verwendet werden, hergestellt aus wärmebeständi­ gem Metall.

Das Isoliermaterial 46 hält die Isolation zwischen dem Kraft­ stoffabsorptionskörper 45 und dem zentralen Elektrodenrohr 29 aufrecht. Dieses Material ist aus Asbest oder poröser Keramik hergestellt, welches Material es erlaubt, daß vergaster Kraft­ stoff problemlos hindurchzudringen vermag. Die poröse Keramik kann als Kraftstoffabsorptionskörper 45 verwendet werden, um das Isoliermaterial 46 unnötig zu machen.

Wenn die Verbrennung startet und die resultierende Hitze bzw. Wärme auf den Kraftstoffabsorptionskörper 45 übertragen wird, wird die Verdampfung des durch den Kraftstoffabsorptionskörper 45 absorbierten Kraftstoffs gefördert. Dies wiederum ermög­ licht es, die Vergasungsfähigkeit des Vergasers 7 zu verbes­ sern.

Fig. 9 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung. In Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der durchmesserklei­ ne Zylinder 1a des Verbrennungszylinders 1 in stromaufwärtiger Richtung, um einen zylindrischen Körper 1d um die Vormischkam­ mer 14 bereitzustellen. Infolge hiervon wird der Vormischkam­ mer 14 aus dem Primärluftzufuhrkanal 15 zugeführte Primärluft zur stromaufwärtigen Seite der Vormischkammer 14 geführt. In­ folge hiervon führt die Primärluft am oberen Ende des zylin­ drischen Körpers 1d eine Kehre bzw. Wende durch, um in die Vormischkammer 14 zu strömen. Dies verbessert das Mischen der Primärluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer 14, wo­ durch Unregelmäßigkeit bei der Verbrennung in dem katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt 6 verhindert wird.

Fig. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. In Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform erstreckt sich der zylinderische Körper 1d in Kontakt mit der Endplatte 23. Mehrere Düsenlöcher 47 sind auf dem zylindrischen Körper 1d vorgesehen, um die Endplatte 23 zu verschließen. Die Düsenlö­ cher 47 begrenzen bzw. beschränken die Luftströmung, wodurch die Primärluft der Mischkammer 14 mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird. Infolge hiervon wird der Mischvorgang in der Vormischkammer 14 verbessert, wodurch eine verbesserte Ver­ brennung bereitgestellt wird.

Fig. 11 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit der sechsten Ausführungsform ist eine Ablenkführung 48 (die einem Wirbelstromerzeugungsmit­ tel entspricht) zwischen dem Körper zum Richten der von den Düsenlöchern 47 zugeführten Primärluft mit hoher Geschwindig­ keit in tangentialer Richtung relativ zu der Luftströmung in den Primärluftzufuhrkanal 15 angebracht. Dies führt zur Erzeu­ gung einer Wirbelströmung in der Primärluft, die der Vormisch­ kamnmer 14 zugeführt wird. Da diese Wirbelströmung in der Vor­ mischkammer 14 erzeugt wird, kann das Mischen der Primärluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer 14 verbessert werden, um eine günstige Verbrennung zu ermöglichen.

Fig. 12 zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung. In Übereinstimmung mit der siebten Ausführungsform ist der Durch­ messer des zylindrischen Körpers 1d in einem Bereich anschlie­ ßend an die Endplatte 23 verkleinert, wodurch die Verwirbe­ lungsgeschwindigkeit in der Vormischkammer 14 vergrößert wird. Die Düsenlöcher 47 sind in Gegenüberlagebeziehung mit dem ver­ gasten Kraftstoff vorgesehen, der von dem Verdampfungszylinder 30 eingespritzt wird. Dies ermöglicht es, das Mischen der Pri­ märluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer 14 zu verbes­ sern, wodurch eine günstige Verbrennung bereitgestellt wird.

Fig. 13 zeigt eine achte Ausführungsform der Erfindung. In Übereinstimmung mit der achten Ausführungsform ist das vorste­ hend erläuterte Isoliermaterial 28c entfernt, um einen Spalt zwischen dem Verdampfungszylinder 30 und dem zentralen Elek­ trodenrohr 29 bereitzustellen. Dieser Spalt erstreckt sich entlang dem gesamten Umfang des zentralen Elektrodenrohrs 29. Der Spalt dient als Kraftstoffeinspritzloch 32 zum Einspritzen des vergasten Kraftstoffs, und der durch den Vergaser 7 verga­ ste Kraftstoff wird entlang dem gesamten Umfang gleichmäßig verteilt. Dies ermöglicht es, das Mischen der Primärluft mit dem Kraftstoff in der Vormischkammer 14 zu verbessern, wodurch eine günstige Verbrennung ermöglicht wird.

Fig. 14 zeigt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung. In Übereinstimmung mit der neunten Ausführungsform sind Rippen 49 auf den Innen- und Außenseiten des Außenluft­ führungszylinders 9 vorgesehen. Die äußere Führung 9 trennt den Verbrennungsgaskanal 4 von dem Außenluftzufuhrkanal 10 (was äquivalent zu einer Membran ist). Die Rippen 49 zum Wär­ metausch auf dem Außenluftführungszylinder 9 sind zwischen den Verbrennungsgaskanal 4 und dem Außenluftzufuhrkanal 10 ange­ ordnet. Die Rippen 49 erfüllen ihre Funktion sowohl für den Verbrennungsgaskanal 4 wie für den Außenluftzufuhrkanal 10. Deshalb kann die Vorheizwirkung der Luft zusätzlich verbessert werden.

Fig. 15 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung. In Übereinstimmung mit der zehnten Ausführungsform ist eine Ab­ lenkführung 50 (entsprechend einem Wirbelstromerzeugungsmit­ tel) in der Verbrennungskammer 1 angebracht. Die Ablenkführung 50 richtet die Sekundärluft, die aus den Sekundärlufteinlaß­ öffnungen 8 zugeführt wird, in tangentiale Richtung, um eine Wirbelströmung in der dem Verbrennungszylinder 1 zugeführten Sekundärluft zu erzeugen.

Da der Verbrennungskammer 16 Wirbelströmung zugeführt wird, ist das Mischen der Primärluft mit dem verbrennbaren Kraft­ stoff während der abschließenden Verbrennung verbessert, wo­ durch der Verbrennungswirkungsgrad verbessert ist. Darüber hinaus verursacht die Wirbelströmung des Verbrennungsgases, daß ein Teil des Verbrennungsgases in den Sekundärverbren­ nungsabschnitt strömt, wodurch die Emission des Abgases durch einen EGR-Effekt verringert wird.

Da die sekundäre Verbrennung verwirbelt stattfindet, kann die Verbrennungslänge der sekundären Verbrennung verringert wer­ den, was zu einer verringerten Größe der katalytischen Ver­ brennungsvorrichtung führt.

Fig. 16 bis 18 zeigen eine elfte Ausführungsform der Erfin­ dung. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist ein Hochtemperaturheizabschnitt 51, der auf hohe Temperatur er­ wärmt bzw. erhitzt wird (und dem Hochtemperaturabschnitt ent­ spricht) im Innern des mit Energie versorgten Heizkörpers vor­ gesehen, der den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 bildet. Ein Niedertemperaturheizabschnitt 52, der dem restlichen Ab­ schnitt entspricht, ist um den Hochtemperaturheizabschnitt 51 vorgesehen. Der Hochtemperaturheizabschnitt 51 und der Nieder­ temperaturheizabschnitt 52 sind voneinander getrennt.

Der mit Energie versorgte Heizkörper, welcher den katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt 6 bildet, umfaßt mehrere Windungen bzw. Wicklungen eines bandförmigen Heizkörpers 38, gebildet durch Biegen eines flachen Blechs 38a und eines gewellten Blechs 38b, wie bei der ersten Ausführungsform erläutert.

Der Hochtemperaturheizabschnitt 51 ist mit einer geringen An­ zahl von (beispielsweise zwei, aber auch aus einem) bandförmi­ gen Heizkörpern 28 gebildet, die parallel geschaltet und um den Verdampfungszylinder 30 gewickelt bzw. geschlungen sind. Die Peripherie bzw. der Umfang des Hochtemperaturheizab­ schnitts 51 ist mit einer Zwischenelektrode 54 verbunden. Die bandförmigen Heizkörper 38 werden gebildet, indem eine dünne Isolationsschicht aus Aluminiumoxid oder dergleichen auf den Oberflächen eines Paars von Metallfolien (mit einer Dicke von beispielsweise 50 µm) gebildet werden. Beispielsweise kann es sich bei den bandförmigen Heizkörpern 38 um ein flaches Blech 38a und ein gewelltes Blech 38b handeln, die aus Edelstahl vom Fe-Cr-Al-Ferrit-Typ hergestellt sind und Wärme aufgrund von Energiezufuhrwiderstand erzeugen. Katalysatoren können auf die Folien aufgetragen sein, einschließlich Pt und Pd. Die Kataly­ satoren sind nicht unbedingt erforderlich, weil der Hochtempe­ raturheizabschnitt 51 das Zünden primär bereitstellt.

Der Niedertemperaturheizabschnitt 52 ist durch eine große An­ zahl von (beispielsweise fünf) bandförmigen Heizkörpern 38 ge­ bildet, die parallel geschaltet und um die Zwischenelektrode 54 gewickelt bzw. geschlungen sind. Die Peripherie bzw. der Umfang des Niedertemperaturheizabschnitts 52 ist mit der peri­ pheren Elektrode 39 verbunden. Die bandförmigen Heizkörper 38 in dem Niedertemperaturheizabschnitt 51 sind erstellt durch Bilden einer dünnen Isolationsschicht aus Aluminiumoxid oder dergleichen auf der Oberfläche eines Paars von Metallfolien (mit einer Dicke von beispielsweise 50 µm). Beispielsweise können ein flaches Blech 38a und ein gewelltes Blech 38b ver­ wendet werden, die aus Edelstahl vom Fe-Cr-Al-Ferrit-Typ her­ gestellt sind, und die Wärme aufgrund von Energiezufuhrwider­ stand erzeugen. Katalysatoren, wie etwa Pt und Pd, sind auf den Folien angebracht.

Der Hochtemperaturheizabschnitt 51 und der Niedertemperatur­ heizabschnitt 52 sind in Reihe geschaltet. Wenn über den Ver­ dampfungszylinder 30 eine Spannung angelegt wird, wird der re­ sultierende Strom zwischen den zwei bandförmigen Heizkörpern 38 in dem Hochtemperaturheizabschnitt 51 im Nebenschluß gelei­ tet. Der Strom wird außerdem im Nebenschluß zwischen den fünf bandförmigen Heizkörpern 38 in dem Niedertemperaturheizab­ schnitt 52 geführt. Die Höhe des durch einen bandförmigen Kör­ per 38 fließenden Stroms, der einen Teil des Hochtemperatur­ heizabschnitts 51 bildet, ist größer als diejenige des Stroms, der durch einen bandförmigen Heizkörper 38 fließt, der einen Teil des Niedertemperaturheizabschnitts 52 bildet. Infolge hiervon wird der Hochtemperaturheizabschnitt 51 auf eine höhe­ re Temperatur geheizt als der Niedertemperaturheizabschnitt 52.

Die Arbeitsweise der vorliegenden Ausführungsform wird nunmehr erläutert. Wenn ein (nicht gezeigter) Betätigungsschalter ein­ geschaltet wird, um die Energiezufuhr zu starten, wird der Hochtemperaturheizabschnitt 51 auf eine Temperatur höher als diejenige des Niedertemperaturheizabschnitts 52 geheizt. Wie in Fig. 18 gezeigt, unterliegt der Hochtemperaturheizabschnitt 51 einer Temperaturerhöhung, wie durch die durchgezogene Linie A dargestellt, die rascher verläuft als die Erhöhung bzw. der Anstieg des Niedertemperaturheizabschnitts 52, wie durch die durchgezogene Linie B dargestellt.

Zu Beginn der Energiezufuhr wird der Hochtemperaturheizab­ schnitt 51 rascher als die übrigen Bereiche erwärmt bzw. ge­ heizt. Das durch den Hochtemperaturheizabschnitt 51 hindurch­ tretende gemischte Gas wird rascher erwärmt als das gemischte Gas, welches durch den Niedertemperaturheizabschnitt 52 hin­ durchtritt. Dies beruht auf partieller Oxidation, durch welche Zündverbrennungstemperatur früher erreicht wird.

Wenn das gemischte Gas, welches durch den Hochtemperatur­ heizabschnitt 51 getreten ist, die Zündverbrennungstemperatur erreicht, beginnt die Gasphasenverbrennung sofort durch Luft für die Sekundärverbrennung, die von den Sekundärlufteinlässen 8 in die Verbrennungskammer 16 gefördert wird.

In Übereinstimmung mit der elften Ausführungsform und wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, wird der Hochtempera­ turheizabschnitt 51 rascher als der Niedertemperaturheizab­ schnitt 52 geheizt. Katalytische Reaktion startet dadurch in dem Hochtemperaturheizabschnitt 51 früher, was zu einer Zün­ dung führt, die vor derjenigen im Niedertemperaturheizab­ schnitt 52 liegt. Dies ermöglicht es, die katalytische Ver­ brennungsvorrichtung innerhalb kurzer Zeit zu starten und den Energieverbrauch beim Startvorgang zu verringern.

Fig. 19 zeigt eine zwölfte Ausführungsform der Erfindung. Wäh­ rend die elfte Ausführungsform ein Beispiel betrifft, bei wel­ chem der Hochtemperaturheizabschnitt 51 in zumindest einem Teil des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 vorgesehen ist, um partielle katalytische Reaktion zu fördern, sind in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform die Reaktionsför­ derabschnitte 61 im stromaufwärtigen Teil der bandförmigen Heizkörper 38 vorgesehen, welche dem katalytischen Verbren­ nungsabschnitt 6 (in Fig. 19 die unteren schraffierten Berei­ che) bilden. Zündabschnitte 62 (in Fig. 19 die oberen schraf­ fierten Bereiche) sind stromabwärts von den Reaktionsförderab­ schnitten 61 vorgesehen. Die Reaktionsförderabschnitte 61 er­ reichen rasch Temperaturen gleich oder höher als eine Reakti­ onsstarttemperatur (beispielsweise 300°C) der getragenen bzw. aufgetragenen Katalysatoren, wenn Energie zugeführt wird. Die Zündabschnitte erreichen darüber hinaus rasch eine Temperatur gleich oder höher als eine Temperatur, die zum Zünden geeignet ist (beispielsweise im Bereich von 700 bis 800°C), wenn Ener­ gie zugeführt wird.

Wie in Fig. 19 gezeigt, sind die Reaktionsförderabschnitte 61 und die Zündabschnitte 62 gebildet, indem innere Bereiche des flachen Blechs 38a durchstanzt sind, welches einen Teil des bandförmigen Heizkörpers 38 bildet, um Durchgangslöcher 63 be­ reitzustellen. Durch Bereitstellen der Durchgangslöcher 63 in inneren Bereichen des flachen Blechs 38a fließt durch das fla­ che Blech 38a fließender Strom zu den Reaktionsförderabschnit­ ten 61 auf der stromaufwärtigen Seite und den Zündabschnitten 62 auf der stromabwärtigen Seite. Die Temperaturen der an bzw. in den Reaktionsförderabschnitten 61 und den Zündabschnitten 62 erzeugten Wärme sind jeweils bestimmt durch die axiale Län­ ge L1 und die Breite W1 der Reaktionsförderabschnitte 61 und die axiale Länge L2 und die Breite W2 der Zündabschnitte 62.

Die Durchgangslöcher bei dieser Ausführungsform besitzen T- Form. Die Reaktionsförderabschnitte 61 sind stromaufwärts von Ausschnitten 63a in der Breitenrichtung senkrecht zur axialen Richtung der stromaufwärtigen Seite gebildet. Die Zündab­ schnitte 62 sind ebenfalls stromabwärts von Ausschnitten 63b in der Richtung der Breite entlang der axialen Richtung auf der stromabwärtigen Seite gebildet.

Bei dieser Ausführungsform ist die Breite W1 der Reaktionsför­ derabschnitte 61 größer gewählt als die Breite W2 der Zündab­ schnitte 62. Die axiale Länge L1 der Reaktionsförderabschnitte 61 ist größer gewählt als die axiale Richtung bzw. Länge L2 der Zündabschnitte 62. Dies führt im wesentlichen zum selben Energieerzeugungswiderstand der Reaktionsförderabschnitte 61 und der Zündabschnitte 62. Bei einer derartigen Konfiguration erreichen die Reaktionsförderabschnitte 61 rasch eine Tempera­ tur von 300°C oder mehr, wenn sie mit Energie versorgt werden, und die Zündabschnitte 62 erreichen rasch eine Temperatur von 700°C oder mehr.

Die Durchgangslöcher 63 sind in geeigneter Anzahl und mit ge­ eigneten Abständen in der Wickelrichtung des flachen Blechs 38a vorgesehen. Die Durchgangslöcher 63 können auf dem gewell­ ten Blech 38b in ähnlicher Weise vorgesehen sein wie auf dem flachen Blech 38a. Es ist bevorzugt, daß eine große Anzahl von Reaktionsförderabschnitten 61 im wesentlichen gleichmäßig an­ geordnet sind, betrachtet ausgehend von der stromaufwärtigen Seite des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6. Infolge hiervon sind die Zündabschnitte 62 auf der stromabwärtigen Seite des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 ebenfalls im wesentlichen gleichmäßig angeordnet.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nunmehr erläu­ tert. Wenn ein (nicht gezeigter) Betätigungsschalter einge­ schaltet wird, um an den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 eine Spannung anzulegen, erzeugen die Reaktionsförderabschnit­ te 61 und die Zündabschnitte 62 Wärme früher als die übrigen Bereiche. Das gemischte Gas, welches die Reaktionsförderab­ schnitte 61 durchsetzt, wird durch die Katalysatoren partiell oxidiert. Das gemischte Gas, das in den Reaktionsförderab­ schnitten 61 partiell oxidiert wurde, erreicht eine Zündtempe­ ratur, wenn es die Zündabschnitte 62 durchsetzt.

Da das gemischte Gas, welches den Zündabschnitt 62 durchsetzt hat, dadurch Zündverbrennungstemperatur erreicht, startet Gas­ phasenverbrennung sofort durch die Luft für die Sekundärver­ brennung, die ausgehend von den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 zu der Verbrennungskammer 16 gefördert wird. Daraufhin tritt eine induzierte Zündung im gemischten Gas auf, das die übrigen Bereiche des Zündabschnitts 62 durchsetzt hat.

Da in Übereinstimmung mit der zwölften Ausführungsform und wie aus vorstehend angeführter Erläuterung hervorgeht, die Reakti­ onsförderabschnitte 61, welche eine katalytische Reaktionstem­ peratur erreichen, wenn sie mit Energie versorgt werden, auf der stromaufwärtigen Seite des katalytischen Verbrennungsab­ schnitts 6 vorgesehen sind, werden die Reaktionsförderab­ schnitte 61 früher erhitzt als die übrigen Bereiche zu Beginn des Betriebs. Dies führt zu einer früheren katalytischen Reak­ tion in den Reaktionsförderabschnitten 61. Das gemischte Gas, welches infolge einer Reaktion mit den Katalysatoren beschleu­ nigt einer Oxidation unterzogen wird, wird in die Zündab­ schnitte 62 geleitet. Der Zündabschnitt 62 erreicht rasch die Zündtemperatur, wenn er mit Energie versorgt wird, und das ge­ mischte Gas, das der Oxidation unterliegt, wird in die Zündab­ schnitte 62 geleitet. Infolge hiervon wird die Zündung er­ leichtert. Die Zündabschnitte 62 halten die Flamme, wärmen die Katalysatoren in den übrigen Bereichen und fördern katalyti­ sche Reaktionen in den übrigen Bereichen. Da lokalisierte Zün­ dung in kurzer Zeit erzeugt wird, kann unmittelbar nach dem Beginn des Betriebs die katalytische Verbrennungsvorrichtung in kurzer Zeit gestartet werden. Der Energieverbrauch während des Startvorgangs ist damit verringert.

Da die Zündabschnitte 62 und die Reaktionsförderabschnitte 61 durch Vorsehen von Durchgangslöchern 63 auf den flachen Ble­ chen 38a gebildet sind, können die. Zündabschnitte 62 und die Reaktionsförderabschnitte 61 problemlos hergestellt werden. Katalytische Verbrennungsvorrichtungen mit derartigen Zündab­ schnitten 62 und Reaktionsförderabschnitten 61 können deshalb mit niedrigen Kosten zur Verfügung gestellt werden.

Fig. 20 zeigt eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 16 bis 18 zeigen eine elfte Ausführungsform der Erfindung. Die zwölfte Ausführungsform betrifft ein Bei­ spiel, bei welchem die Reaktionsförderabschnitte 61 und die Zündabschnitte 62 jeweils auf stromaufwärtigen und stromabwär­ tigen Seiten eines flachen Blechs 38a durch Vorsehen T- förmiger Durchgangslöcher 63 in diesem gebildet sind. In Über­ einstimmung mit dieser Ausführungsform sind dreieckige Durch­ gangslöcher 63 in dem flachen Blech 38 vorgesehen, wie in Fig. 20 gezeigt, um Reaktionsförderabschnitte 61 und Zündabschnitte 62 auf seinen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten zu bilden.

Bei dieser Ausführungsform ist die Breite W1 der Reaktionsför­ derabschnitte 61 größer gewählt als die Breite W2 der Zündab­ schnitte 62. In ähnlicher Weise ist die axiale Länge L1 der Reaktionsförderabschnitte 61 größer gewählt als die axiale Richtung bzw. Länge L2 der Zündabschnitte 62. Dies führt im wesentlichen zum selben Energiezufuhrwiderstand der Reaktions­ förderabschnitte 61 und der Zündabschnitte 62. Außerdem werden dadurch Zündabschnitte mit einer Stromflußdichte bereitge­ stellt, die höher ist als diejenige in den Reaktionsförderab­ schnitten 61. Infolge hiervon erreichen die Reaktionsförderab­ schnitte 61 und die Zündabschnitte 62, wenn ihnen Energie zu­ geführt wird, 300°C bzw. 700°C.

Fig. 21 und 22 zeigen eine vierzehnte Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. Bezugsziffern, die denjenigen der vorste­ hend erläuterten Ausführungsformen entsprechen, bezeichnen Teile mit ähnlichen Funktionen.

Während die zwölfte und dreizehnte Ausführungsform Beispiele betrifft, bei welchen Reaktionsförderabschnitte 61 auf der stromaufwärtigen Seite des katalytischen Verbrennungsab­ schnitts 6 vorgesehen sind, ist ein Reaktionsförderabschnitt 61 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Längsrichtung eines Sprühlochs des katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 (zwischen dem flachen Blech 38a und dem gewellten Blech 38b vorgesehener Kanal) vorgesehen, wie in Fig. 21 gezeigt.

Der Reaktionsförderabschnitt 61 gemäß der vorliegenden Ausfüh­ rungsform vermindert die Breite von entweder dem flachen Blech 38a oder dem gewellten Blech 38b, welche einen bandförmigen Heizkörper 38 bilden. Dies erhöht den elektrischen Widerstand derselben lokal. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform und wie in Fig. 22 gezeigt, ist ein tiefer stromaufwärtiger Ausschnitt 61a in einen Teil der stromaufwärtigen Seite des bandförmigen Heizkörpers 38 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist ein tiefer stromabwärtiger Ausschnitt 61b auch in einem Teil der stromabwärtigen Seite benachbart zu dem stromaufwärtigen Ausschnitt 61a vorgesehen. Schließlich ist ein Reaktionsför­ derabschnitt 61 entlang der Längsrichtung des Sprühlochs in einem Bereich gebildet, der durch den stromaufwärtigen Aus­ schnitt 61a und den stromabwärtigen Ausschnitt 61b sandwichar­ tig umschlossen ist.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nunmehr erläu­ tert. Wenn ein (nicht gezeigter) Betätigungsschalter einge­ schaltet wird, um an den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 Spannung anzulegen, wird der katalytische Verbrennungsab­ schnitt 6 rascher als die übrigen Bereiche geheizt bzw. er­ wärmt. Durch das Sprühloch hindurchtretendes Gas, welches den Reaktionsförderabschnitt 61 enthält, wird durch Katalysatoren aktiviert, die in dem Sprühloch enthalten bzw. getragen sind. Das gemischte Gas wird im übrigen infolge von Selbstaktivie­ rung aktiviert, verursacht durch Wärme auf der Heizfläche des Sprühlochs anstatt durch eine katalytische Reaktion. Das ge­ mischte Gas, welches derart den Reaktionsförderabschnitt 61 durchsetzt hat, um sofort aktiviert zu werden, unterliegt ei­ ner Gasphasenverbrennung aufgrund der Luft für die Sekundär­ verbrennung, die ausgehend von den Sekundärlufteinlaßöffnungen 8 gefördert wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform ist durch Vorsehen des Reaktionsförderabschnitts 61 in der Längs­ richtung des Sprühlochs die Zeit, die erforderlich ist, damit gemischtes Gas durch den Reaktionsförderabschnitt 61 hindurch­ tritt, vergrößert. Das heißt, das gemischte Gas verbleibt über eine relativ lange Zeit in dem Reaktionsförderabschnitt 61. Dies fördert das Heizen und Aktivieren des gemischten Gases, um die Zündung des gemischten Gases zu verbessern, welches durch den Reaktionsförderabschnitt 61 hindurchgetreten ist.

Fig. 23 zeigt eine fünfzehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die fünfzehnte Ausführungsform betrifft ein Bei­ spiel, bei welchem ein Reaktionsförderabschnitt 61 die Breite des bandförmigen Heizkörpers 38 verringert, um seinen elektri­ schen Widerstand lokal zu vergrößern. Der Reaktionsförderab­ schnitt 61 gemäß dieser Ausführungsform verringert die Dicke von entweder dem flachen Blech 38a oder dem gewellten Blech 38b oder von beiden, welche einen bandförmigen Heizkörper 38 bilden, um den elektrischen Widerstand desselben lokal zu ver­ größern. Insbesondere ist ein flaches Blech 38a gemäß der vor­ liegenden Ausführungsform vorgesehen durch Verbinden von zwei Metallbändern. Ein Reaktionsförderabschnitt 61 (in Fig. 23 ein schraffierter Abschnitt) bildet einen willkürlichen Bereich, dessen Dicke verringert ist, indem eine der Schichten entfernt bzw. nicht vorgesehen ist.

Bei einem derartigen Aufbau, bei welchem die Dicke des flachen Blechs 38a lokal verringert ist, um den Reaktionsförderab­ schnitt 61 bereitzustellen, kann das Teil problemlos herge­ stellt werden, ohne die Formen des flachen Blechs 38a und des gewellten Blechs 38b kompliziert zu machen.

Fig. 24 und 25 zeigen eine sechzehnte Ausführungsform der Er­ findung. In einem Reaktionsförderabschnitt 61 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Teil einer stromaufwärtigen Seite ei­ nes bandförmigen Heizkörpers 38 geschnitten bzw. durchschnit­ ten, um einen stromabwärtigen Heizabschnitt 61c zu bilden, der auf eine höhere Temperatur als die übrigen Bereiche auf der stromabwärtigen Seite des bandförmigen Heizkörpers 38 geheizt bzw. erwärmt wird. Ein Teil einer stromabwärtigen Seite eines weiteren bandförmigen Körpers 38 ist geschnitten bzw. durch­ schnitten, um einen stromaufwärtigen Heizabschnitt 61d bereit­ zustellen, der auf eine höhere Temperatur als die übrigen Be­ reiche auf einer stromaufwärtigen Seite des bandförmigen Heiz­ körpers 38 geheizt wird. Der stromabwärtige Heizabschnitt 61c und der stromaufwärtige Heizabschnitt 61d überlappen einander durch Wickeln der bandförmigen Heizkörper 38 zur Bildung eines Hochtemperaturheizabschnitts, der sich in der Längsrichtung eines Sprühlochs erstreckt.

Da der stromabwärtige Heizabschnitt 61c und der stromaufwärti­ ge Heizabschnitt 61d Ausschnitte auf unterschiedlichen band­ förmigen Heizkörpern 38 aufweisen, kann der Aufbau der band­ förmigen Heizkörper 38 im Vergleich zu demjenigen bei der vierzehnten Ausführungsform vereinfacht werden. Dies erleich­ tert es, dieses Teil herzustellen. Da die zu schneidende Kon­ figuration einfach ist, können die Herstellungskosten verrin­ gert werden.

Fig. 26 und 27 zeigen eine siebzehnte Ausführungsform der Er­ findung. Diejenigen Bezugsziffern, welche dieselben sind wie bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen, bezeichnen Teile mit ähnlichen Funktionen.

Die zwölften und dreizehnten Ausführungsformen betreffen ein Beispiel, bei welchem der Zündabschnitt 62 stromabwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 vorgesehen ist. Ein Zündabschnitt 62 gemäß dieser Ausführungsform ist so vorgese­ hen, daß er in die Verbrennungskammer 16 stromabwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 vorsteht, wie in Fig. 26 gezeigt. Der Zündabschnitt 62 ist durch teilweises Verringern der Breite des bandförmigen Heizk 06690 00070 552 001000280000000200012000285910657900040 0002010014092 00004 06571örpers 38 oder durch Verrin­ gern der Dicke von entweder dem flachen Blech 38a oder dem ge­ wellten Blech 38b bereitgestellt, die den bandförmigen Heiz­ körper 38 bilden, um den elektrischen Widerstand desselben lo­ kal zu vergrößern.

Wie in Fig. 27 gezeigt, ist der Zündabschnitt 62 dieser Aus­ führungsform bereitgestellt durch teilweises Verringern der Breite des bandförmigen Heizkörpers 38, und der verengte Zün­ dabschnitt 62 ist derart angeordnet, daß er in die stromabwär­ tige Seite des katalytischen Verbrennungsabschnitts 62 vor­ steht.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nunmehr erläu­ tert.

Wenn der (nicht gezeigte) Betätigungsschalter eingeschaltet wird, um an den katalytischen Verbrennungsabschnitt 6 eine Spannung anzulegen, wird der Zündabschnitt 6 rascher geheizt als die übrigen Bereiche. Zu diesem Zeitpunkt kann sich das gemischte Gas, das dem Sprühloch zugeführt wird, in welchem der Zündabschnitt 62 gebildet ist, in einem schlechten Misch­ zustand befinden. Die dem Sprühloch des Zündabschnitts 62 zu­ geführten gemischten Gase können deshalb kein zur Zündung ge­ eignetes Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweisen.

Der Zündabschnitt 62 ist einer großen Menge an gemischtem Gas ausgesetzt, welches durch die Sprühlöcher hindurchgetreten ist, weil der Zündabschnitt 62 in die Verbrennungskammer 16 vorsteht. Das gemischte Gas, welches den Zündabschnitt 62 kon­ taktiert, wird deshalb durch den Mischungszustand vor der Sprühströmung bzw. vor dem Sprühstrom nicht beeinträchtigt. Das heißt, das gemischte Gas, welches den Zündabschnitt 62 kontaktiert, ist zu einem großen Teil ein gemischtes Gas, wel­ ches eine große Anzahl von Sprühlöchern durchsetzt hat, und das gemischte Gas befindet sich in einem bevorzugten Bewe­ gungszustand, der ein stabiles Zünden am Zündabschnitt 62 er­ laubt. Die Verbrennung, welche am Zündabschnitt 62 auftritt, ruft eine induzierte Zündung von gemischtem Gas in der Nach­ barschaft hervor.

Da in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform und wie aus vorstehender Erläuterung hervorgeht, der Zündabschnitt 62 in die Verbrennungskammer 6 hineinsteht, ist der Zündabschnitt 62 einer großen Menge an gemischtem Gas ausgesetzt, welches durch eine große Anzahl von Sprühlöchern hindurchgetreten ist. Das gemischte Gas, welches den Zündabschnitt 62 kontaktiert, wird deshalb durch den Mischzustand vor einem Hindurchtritt bzw. einem einmaligen Hindurchtritt nicht beeinträchtigt. Das heißt, eine große Menge bzw. ein großer Anteil des gemischten Gases, welches das bevorzugte Luft/Kraftstoff-Verhältnis auf­ weist, wird dem Zündabschnitt 62 selbst dann zugeführt, wenn das gemischte Gas, welches dem Sprühloch mit dem Zündabschnitt 62 zugeführt ist, sich in einem schlechten Mischzustand befin­ det, was eine stabile und rasche Zündung erlaubt.

Fig. 28 und 29 zeigen eine achtzehnte Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit dieser Ausfüh­ rungsform ist ein Hochtemperaturheizabschnitt 51 vorgesehen, bei welchem es sich um einen Bereich handelt, dessen elektri­ scher Widerstand vergrößert ist, beispielsweise durch Verrin­ gern der Anzahl von Windungen des bandförmigen Heizkörpers 38. Bei dem Niedertemperaturheizabschnitt 52 handelt es sich um einen Bereich, dessen elektrischer Widerstand verringert ist, beispielsweise durch Erhöhen der Anzahl von Windungen des bandförmigen Heizkörpers 38. Der Hochtemperaturheizabschnitt 51 ist zur stromabwärtigen Seite des Niedertemperaturheizab­ schnitts 52 derart verschoben, daß das stromabwärtige Ende des Hochtemperaturheizabschnitts 51 in die Verbrennungskammer 16 vorsteht. Durch eine derartige Anordnung dient der vorstehende Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Hochtemperatur­ heizabschnitts 51 als Zündabschnitt 62, um dieselbe Wirkung bereitzustellen wie bei der siebzehnten Ausführungsform.

Eine derartige Anordnung führt außerdem nicht zu einem kompli­ zierten Aufbau, bei welchem ein Teil des bandförmigen Heizkör­ pers 38 stromabwärts vorsteht, wie in der siebzehnten Ausfüh­ rungsform erläutert. Dies erleichtert die Konstruktion und er­ laubt eine Herstellung bei niedrigen Kosten.

Fig. 30 und 31 zeigen eine neunzehnte Ausführungsform der Er­ findung. In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform ist ein stromaufwärtiger Teil des bandförmigen Heizkörpers 38 des Hochtemperaturheizabschnitts 51 gemäß der achtzehnten Ausfüh­ rungsform ausgeschnitten und ein Zündabschnitt 62 mit einem lokal vergrößerten elektrischen Widerstand ist stromabwärts von diesem vorgesehen. Durch eine derartige Anordnung ist der Zündabschnitt 62 am vorstehenden Abschnitt auf der stromabwär­ tigen Seite gebildet, wodurch dieselbe Wirkung bereitgestellt wird wie bei der siebzehnten Ausführungsform.

Eine derartige Anordnung führt außerdem nicht zu einem kompli­ zierten Aufbau, bei welchem ein Teil des bandförmigen Heizkör­ pers 38 stromabwärts vorsteht, wie in der siebzehnten Ausfüh­ rungsform erläutert, und stromabwärtige Ränder der bandförmi­ gen Heizkörper 38 können miteinander ausgerichtet werden. Dies erleichtert die Herstellung und erlaubt eine Herstellung bei niedrigen Kosten. Außerdem kann Energie eingespart werden, weil Wärme lokal erzeugt wird.

Während die vorstehend erläuterten Ausführungsformen Beispiele betreffen, bei welchen eine katalytische Verbrennungsvorrich­ tung in einem Heißwasserheizgerät eines Kraftfahrzeugs verwen­ det wird, kann die Erfindung auch auf andere Verbrennungsvor­ richtungen, wie etwa Gebläseheizer angewendet werden.

Während die zwölften und dreizehnten Ausführungsformen ein Beispiel eines katalytischen Verbrennungsabschnitts 6 betref­ fen, der sowohl einen Reaktionsförderabschnitt 61 wie einen Zündabschnitt 62 aufweist, kann ein katalytischer Verbren­ nungsabschnitt 6 mit entweder einem Zündabschnitt 62 und einem Reaktionsförderabschnitt 61 ebenfalls verwendet werden.

Claims (25)

1. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion, aufweisend einen Vergaser (7) mit einem Kraftstoff­ verdampfungsabschnitt (31) zum Vergasen von flüssigem Kraftstoff, und einem katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) zum Hervorrufen katalytischer Verbrennung des durch den Vergaser (7) vergasten gasförmigen Kraftstoffs, da­ durch gekennzeichnet, daß
der Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) und der katalyti­ sche Verbrennungsabschnitt (6) eine große Anzahl von Sprühlöchern aufweisen und in einem Block aus einem mit Energie versorgten Heizkörper gebildet sind, der in der Lage ist, mit Energie versorgt zu werden, um Wärme zu er­ zeugen, und
der Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) und der katalyti­ sche Verbrennungsabschnitt (6) durch einen Verdampfungszy­ linder (30) getrennt sind, welcher den Kraftstoffverdamp­ fungsabschnitt (31) abdeckt.

2. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ka­ talytische Verbrennungsabschnitt (6) durch Laden bzw. An­ bringen von Katalysatoren auf einer Oberfläche des mit Energie versorgten Heizkörpers gebildet ist.

3. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (7) einen Verdampfungszylinder (30) aufweist, welchem flüssiger Kraftstoff zugeführt wird, und einen Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31), der in dem Verdamp­ fungszylinder (30) vorgesehen ist, wobei der Verdampfungs­ abschnitt (31) mit Energie versorgt wird, um Wärme zu er­ zeugen.

4. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (7) ein zentrales Elektrodenrohr (29) zum Zu­ führen von Energie bzw. Strom aufweist, wobei das zentrale Elektrodenrohr (29) flüssigen Kraftstoff dem Verdampfungs­ zylinder (30) und dem Kraftstoffverdampfungsabschnitt (31) zuführt,
ein Ende des Verdampfungszylinders (30) eine zu einer Ver­ brennungskammer (16) stromabwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) weisende geschlossene Endseite aufweist, wobei ein Kraftstoffeinspritzloch (32) am ande­ ren Ende des Verdampfungszylinders (30) zum Einleiten von darin vergastem Kraftstoff in eine Vormischkammer (14) stromaufwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) versehen ist, und
ein offenes Ende des zentralen Elektrodenrohrs (29), das in dem Verdampfungszylinder (30) angeordnet ist, sich in Gegenüberlagebeziehung zu der geschlossenen Endseite des Verdampfungszylinders (30) befindet, wobei das zentrale Elektrodenrohr (39) von der geschlossenen Endseite unter einem vorbestimmten Abstand beabstandet bzw. getrennt ist, wobei flüssiger Kraftstoff von dem zentralen Elektroden­ rohr zugeführt wird und sich von dem getrennten Bereich zu der Vormischkammer (14) durch den Kraftstoffverdampfungs­ abschnitt (31) bewegt.

5. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein po­ röser Kraftstoff Absorptionskörper zwischen der geschlos­ senen Endseite des Verdampfungszylinders (30) und dem of­ fenen Ende des zentralen Elektrodenrohrs (29) vorgesehen ist.

6. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der katalytische Verbrennungsabschnitt (6) außerhalb des Verdampfungszylinders (30) vorgesehen ist, wobei der Verdampfungszylinder (30), der den Kraftstoff­ verdampfungsabschnitt (31) aufweist, darin vorgesehen ist, und wobei eine Zwei-Schicht-Struktur für den Kraftstoff­ verdampfungsabschnitt (31) und den katalytischen Verbren­ nungsabschnitt (6) verwendet ist.

7. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine konzentrische Zweischichtstruktur für den Kraftstoffver­ dampfungsabschnitt (31) und den katalytischen Verbren­ nungsabschnitt (6) verwendet ist, wobei ein Primärluftzu­ fuhrkanal (15) zum Zuführen von Primärluft zu der Vor­ mischkammer (14) stromaufwärts von dem katalytischen Ver­ brennungsabschnitt (6) vorgesehen ist, wobei der Primär­ luftzufuhrkanal (15) um die Vormischkammer (14) herum vor­ gesehen ist.

8. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zy­ lindrischer Körper (1d) um die Vormischkammer (14) zum Richten des Stroms bzw. Durchsatzes der Primärluft vorge­ sehen ist, die der Vormischkammer (14) ausgehend von dem Primärluftzufuhrkanal (15) derart zugeführt wird, daß die Primärluft in eine Position stromaufwärts von der Vor­ mischkammer (14) geführt wird.

9. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zy­ lindrische Körper (1d) ein Wirbelstromerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der Primärluft aufweist, die der Vormischkammer (14) zugeführt wird.

10. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
eine Sekundärluftzufuhreinrichtung (18) zum Zuführen von Sekundärluft zu der stromabwärtigen Seite des katalyti­ schen Verbrennungsabschnitts (6) vorgesehen ist,
der Primärluftzufuhrkanal (15) und der Sekundärluftzufuhr­ kanal (18) als selber bzw. identischer Luftzufuhrkanal (10) gebildet sind,
ein Verbrennungsgaskanal (4) vorgesehen ist, wobei Ver­ brennungsgas in dem Verbrennungsgaskanal (4) um den Luft­ zufuhrkanal (10) herumströmt, und
eine Membran (9) zwischen dem Verbrennungsgaskanal (4) und dem Luftzufuhrkanal (10) angeordnet ist, wobei die Membran (9) einen Wärmetausch zwischen dem Verbrennungsgas und der Luft durchführt.

11. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mit Energie versorgte Heizkörper dazu ausgelegt ist, die Primärluft zu heizen, wobei die Primär­ luft in eine Position stromaufwärts von dem katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) geführt wird.

12. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sekundärluftzufuhreinrichtung (8) eine Sekundärlufteinlaßöffnung zum Blasen der Sekundärluft in eine Position stromabwärts von dem katalytischen Verbren­ nungsabschnitt (6) aufweist, wobei die Sekundärlufteinlaß­ öffnung ein Wirbelstromerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Wirbelströmung in der. Sekundärluft aufweist.

13. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Rippen (49) für den Wärmetausch zwischen dem Verbrennungsgaskanal (4) und dem Luftzufuhrkanal (10) vorgesehen sind.

14. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest ein Teil des mit Energie versorgten Heizkörpers, der den katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) bildet, sich auf einer Temperatur befindet, die höher ist als diejenige der übrigen Bereiche des mit Energie versorgten Heizkör­ pers.

15. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochtemperaturbereich des mit Energie versorgten Heizkör­ pers von den übrigen Bereichen des mit Energie versorgten Heizkörpers getrennt ist.

16. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Energie versorgte Heizkörper mehrere Windungen ei­ nes bandförmigen Heizkörpers (38) umfaßt, wobei die mehre­ ren Wicklungen durch Verbinden eines flachen Blechs (38a) mit einem gewellten Blech (38b) gebildet sind, wobei der Hochtemperaturbereich und die übrigen Bereiche in Reihe geschaltet sind, und die Anzahl von bandförmigen Heizkörpern (38), die den Hochtemperaturbereich bilden, kleiner ist als die Anzahl der bandförmigen Heizkörper (38) der übrigen Bereiche, wo­ bei die Höhe des Stroms, der zu jedem der bandförmigen Heizkörper (38) des Hochtemperaturbereichs fließt, eine Temperatur erzeugt, die höher ist als diejenige der band­ förmigen Heizkörper (38) in den übrigen Bereichen.

17. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zün­ dabschnitt (62) mit zumindest einem Hochtemperaturbereich, der eine Temperatur höher als diejenige der übrigen Berei­ che des Zündabschnitts (62) aufweist, stromabwärts von dem mit Energie versorgten Heizkörper vorgesehen ist.

18. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Re­ aktionsförderabschnitt (61), der zumindest einen Bereich aufweist, der auf eine Temperatur höher als diejenige der übrigen Bereiche erhitzt ist, um Oxidation von Kraftstoff zu fördern, der stromaufwärts von dem mit Energie versorg­ ten Heizkörper bereitgestellt wird, der den katalytischen Verbrennungsabschnitt (6) bildet, vorgesehen ist.

19. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Zündabschnitt (62) zumindest einen Bereich aufweist, der auf eine höhere Temperatur erhitzt wird als diejenige in den anderen Bereichen, wobei der Zündabschnitt (62) stromabwärts von dem mit Energie versorgten Heizkörper vorgesehen ist,
ein Reaktionsförderabschnitt (61) zumindest ein Bereich aufweist, der auf eine höhere Temperatur erwärmt ist als diejenige der übrigen Bereiche, wobei Oxidation von Kraft­ stoff stromaufwärts von dem mit Energie versorgten Heiz­ körper vorgesehen ist, und
der Zündabschnitt (62) entlang einem Pfad von gemischtem Gas vorgesehen ist, der durch den Reaktionsförderabschnitt (61) hindurchverläuft.

20. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Energie versorgte Heizkörper durch Wickeln eines bandförmigen Heizkörpers (38) bereitgestellt ist, und der Zündabschnitt (62) und der Reaktionsförderabschnitt (61) gebildet sind durch Bereitstellen eines Durchgangs­ lochs in dem bandförmigen Heizkörper (38).

21. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktionsförderabschnitt (61) mit zumindest einem Be­ reich vorgesehen ist, der auf einer Temperatur geheizt wird, die höher ist als diejenige der übrigen Bereiche, wobei Oxidation von Kraftstoff stromaufwärts von dem mit Energie versorgten Heizkörper bereitgestellt ist, und der Reaktionsförderabschnitt (61) entlang der Längsrichtung des Sprühlochs vorgesehen ist.

22. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der mit Energie versorgte Heizkörper Windungen aus einem bandförmigen Heizkörper (38) umfaßt, wobei die Windungen durch Verbinden eines flachen Blechs (38a) mit einem ge­ wellten Blech (38b) gebildet sind,
der Reaktionsförderabschnitt (61) in einem Teil des band­ förmigen Heizkörpers (38) vorgesehen ist, und
der Reaktionsförderabschnitt (61) durch Verringern der Dicke von zumindest entweder dem flachen Blech (38a) oder dem gewellten Blech (38b) des bandförmigen Heizkörpers (38) bereitgestellt ist, wodurch der elektrische Wider­ stand des bandförmigen Heizkörpers (38) vergrößert ist.

23. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der mit Energie versorgte Heizkörper, der den katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt (6) bildet, aus Windungen ei­ nes bandförmigen Heizkörpers (38) besteht, die durch Ver­ binden eines flachen Blechs (38a) mit einem gewellten Blech (38b) gebildet sind,
der Reaktionsförderabschnitt (61) in einem Teil des band­ förmigen Heizkörpers (38) vorgesehen ist,
ein stromaufwärtiger Teil von zumindest entweder dem fla­ chen Blech (38a) oder dem gewellten Blech (38b) ausge­ schnitten ist, um einen stromabwärtigen Heizabschnitt (61) bereitzustellen, der auf eine Temperatur geheizt wird, die höher ist als diejenige in den übrigen Bereichen einer stromabwärtigen Seite des bandförmigen Heizkörpers (38),
ein stromabwärtiger Teil von zumindest dem flachen Blech (38a) oder dem gewellten Blech (38b) ausgeschnitten ist, um einen stromaufwärtigen Heizabschnitt (61d) bereitzu­ stellen, der auf eine Temperatur geheizt wird, die höher ist als diejenige der übrigen Bereiche auf der stromauf­ wärtigen Seite des bandförmigen Heizkörpers (38), und
eine Überlappung zwischen dem stromaufwärtigen Heizab­ schnitt (61d) und dem stromabwärtigen Heizabschnitt (61), gebildet durch Wickeln des bandförmigen Heizkörpers (38), den Reaktionsförderabschnitt (61) bildet, der in der Längsrichtung des Sprühlochs vorgesehen ist.

24. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Zündabschnitt (62) mit zumindest einem Bereich, der auf einer Temperatur geheizt wird, die höher ist als die­ jenige der übrigen Bereiche, stromabwärts von dem mit Energie versorgten Heizkörper vorgesehen ist, der den ka­ talytischen Verbrennungsabschnitt (6) bildet, und
der Zündabschnitt (62) derart vorgesehen ist, daß er in die Verbrennungskammer (16) stromabwärts von dem katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt (6) vorsteht.

25. Katalytische Verbrennungsvorrichtung mit Vergasungsfunk­ tion nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
der mit Energie versorgte Heizkörper, der den katalyti­ schen Verbrennungsabschnitt (6) bildet, aus mehreren Wick­ lungen bzw. Windungen eines bandförmigen Heizkörpers (38) besteht, die durch Verbinden eines flachen Blechs (38a) mit einem gewellten Blech (38b) gebildet sind, und die bandförmigen Heizkörper (38), welche den Zündabschnitt (62) bilden, getrennt von den bandförmigen Heizkörpern (38) sind, die die übrigen Bereiche bilden und in Reihe geschaltet sind,
die Anzahl von bandförmigen Heizkörpern (38), die den Zün­ dabschnitt (62) bilden, kleiner ist als die Anzahl der bandförmigen Heizkörper (38) in den übrigen Bereichen, wo­ durch die Höhe des Stroms vergrößert wird, der durch jeden der bandförmigen Heizkörper (38) fließt, die den Zündab­ schnitt (62) bilden, um eine Temperatur zu erzeugen, die höher ist als diejenige der bandförmigen Heizkörper (38) in den übrigen Bereichen, und
die bandförmigen Heizkörper (38), die den Zündabschnitt (62) bilden, in die Verbrennungskammer (16) stromabwärts von den bandförmigen Heizkörpern (38) vorstehen, die die übrigen Bereiche bilden.