DE102004057268A1

DE102004057268A1 - Heizgerät und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102004057268A1
Application number: DE200410057268
Authority: DE
Inventors: Frank Erbacher
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-08
Also published as: WO2006056180A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenes Heizgerät (10), insbesondere Kraftfahrzeugheizgerät (10). DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine der folgenden Komponenten (12-24) ganz oder teilweise aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt und durch einen Formschluss-Fügeprozess befestigt ist: Brennkammer (12) oder Teil der Brennkammer (12), Verdampferelement (14, 16), Prallscheibe (16), Zündeinrichtung (18), Brennstoffdüse (20), Sekundärbrennbereich/Abgasleitung (22), Hitzeschild (24).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenes Heizgerät, insbesondere ein Kraftfahrzeugheizgerät. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenen Heizgeräts, insbesondere eines Kraftfahrzeugsheizgeräts.

Bisher werden die Brennkammern sowie verschiedene den Brennkammern zugeordnete Komponenten von brennstoffbetriebenen Heizgeräten aus hochtemperaturfesten Hochleistungsstählen hergestellt. Derartige Hochleistungsstähle sind einerseits vom Materialpreis her sehr teuer und andererseits von der Verarbeitung sehr aufwendig. Darüber hinaus weisen derartige Hochleistungsstähle die Eigenschaft auf, bei hohen Temperaturen z.B. Kohlenstoff einzulagern und damit ihre guten Werkstoffeigenschaften zumindest teilweise zu verlieren (Hochtemperatur-Korrosion). Eine weitere Einschränkung besteht darin, dass aus Hochleistungsstahl hergestellte Brennkammern beziehungsweise aus Hochleistungsstahl hergestellte, den Brennkammern zugeordnete Komponenten in der Regel nur bis zu einer Temperatur von 1200 °C einsetzbar sind. Dies begrenzt die Leistungsdichte der Brennkammern und führt zu großem Bauvolumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Heizgeräte und Verfahren derart weiterzubilden, dass die Herstellungskosten gesenkt werden und gleichzeitig der Einsatz bei höheren Temperaturen möglich wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Heizgerät baut auf den gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass zumindest eine der folgenden Komponenten ganz oder teilweise aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt und durch einen Formschluss-Fügeprozess befestigt ist: Brennkammer oder Teil der Brennkammer, Verdampferelement, Prallscheibe, Zündeinrichtung, Brennstoffdüse, Sekundärbrennbereich/Abgasleitung, Hitzeschild. Derartige Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe sind vom Materialpreis her günstiger als die bisher eingesetzten Hochleistungsstähle. Darüber hinaus sind derartige Keramiken bei Temperaturen bis zu 1500 °C einsetzbar, relativ elastisch, zäh und bruchunempfindlich (ähnliche Eigenschaften wie Holz). Auch die erfindungsgemäß vorgesehene Befestigung über einen Formschluss-Fügeprozess ist in vielen Fällen deutlich kostengünstiger als beispielsweise aufwendige Schweißverfahren. Als Formschluss-Fügeprozess kommen beispielsweise die folgenden Befestigungsmöglichkeiten in Betracht: Verschrauben, Klipsen, Rasten, Presspassung, direktes Verbinden bei der Herstellung (Laminierung) der Faserkeramik im Grünzustand und insbesondere Klemm-Fügeprozesse. Im Zusammenhang mit einer Verschraubung kann zusätzlich oder alternativ zum Einsatz herkömmlicher Schrauben in besonders vorteilhafter Weise vorgesehen sein, das einzelne Komponenten mit Außengewinden versehen sind, die mit in anderen Komponenten zusammenwirkenden Innengewinden zusammenwirken. Beim Stand der Technik ist die Verbindung zwischen Stahl und Keramik sehr aufwändig, da sich insbesondere bei Vibrationsbeanspruchung des Bauteils die Verbindung zwischen der härteren Keramik und dem weicheren Stahlfügepartner lockert (Abrasion/Abnutzung) und der Keramik – da spröde – eine Beschädigung droht. Die Zähigkeit/Elastizität der erfindungsgemäß eingesetzten Keramik erlaubt die oben genannten Fügeprozesse, da durch die Eleastische Vorspannung immer eine einstückige Verbindung der Fügepartner gewährleistet wird. Damit ist ein sich Freiarbeiten der Keramik bei vibrationen ausgeschlossen.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Heizgerätes ist vorgesehen, dass der keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff durch Anwenden eines Sin terprozesses auf ein hochfestes Fasergewebe und eine Matrix aus porösem Mullfit hergestellt ist. Anstelle von Mullit können gegebenenfalls auch andere keramische Nanopartikel verwendet werden. Ein derartiger keramischer Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff ist beispielsweise in der Dissertation "Kolloidale Herstellung und Entwicklung eines neuen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffes" von R. Simon (Montana Universität Löben, 2004) beschrieben. Demgemäß kann das hochfeste Fasergewebe beispielsweise vom Typ Nextel 720 oder Nextel 610 sein. Zum Aufbau der Matrix wird eine kolloidale Suspension verwendet, die eine Mischung aus Nano- und Submikron-Pulvern enthält und beim Sintern eine feinporöse Struktur bildet. Das im Rahmen der genannten Dissertation entwickelte Herstellungsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass es den Einsatz von einfachen und kostengünstigen, an sich bekannten Laminiertechniken ermöglicht, wie sie zur Herstellung von Bauteilen aus Faserverstärkten Kunststoffen bekannt sind. Die kolloidale Herstellung führt zu homogenen, defektarmen Gefügen von hoher chemischer Reinheit. Durch den Wegfall der sonst üblichen Faserbeschichtung und Nachinfiltrationsschritte wird eine kostengünstige Herstellung des genannten Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffs möglich.

Obwohl es grundsätzlich bevorzugt wird, den Brenner des Heizgeräts aus verschiedenen Keramik-Grundbauteilen zu fertigen, die später durch Formschluss-Fügeprozesse zum Gesamtbrenner verbunden werden, sieht eine bestimmte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Brennkammer (12) zumindest teilweise aus Stahl hergestellt ist. Denn aufgrund der Zähigkeit der erfindungsgemäß angesetzten Faser-Keramik ist es möglich, die aus dieser Keramik gefertigten Komponenten später durch einen Formschluss-Fügeprozess in der Brennkammer aus Stahl zu fixieren, was bisher aufgrund der Sprödheit von herkömmlichen Keramik-Werkstoffen gescheitert ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Heizgerätes sieht vor, dass die Brennkammer und die Brennstoffdüse einstückig aus dem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Derartige Brennstoffdüsen, die insbesondere in Form von Venturidüsen vorliegen können, werden beispielsweise bei Injektionsbrennern eingesetzt. Bisher müssen beispielsweise keramische Venturidüsen über sehr aufwendige Verbindungstechniken mit anderen Stahlbauteilen gekoppelt werden. Im Gegensatz hierzu ist es durch den Einsatz des keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffes möglich, die Brennstoffdüsengeometrie in einem einzigen Herstellungsschritt gemeinsam mit der Brennkammergeometrie herzustellen. Dabei ist es beispielsweise weiterhin möglich, eine Zündeinrichtung, beispielsweise in Form eines keramischen Glühstifts, über einen Fügeprozess direkt in die zähe, noch ungesinterte Faserkeramik, zum Beispiel über eine Presspassung, einzuschieben, ohne aufwendige Verbindungstechniken einsetzen zu müssen. Andererseits ist die Keramik auch im gesinterten Zustand zäh und nicht alle Glühstifte sind dazu geeignet, einem Sinterprozess ausgesetzt zu werden. Daher kann alternativ das Einschieben der Zündeinrichtung in die fertige Keramik als Presspassung vorgesehen sein. Weiterhin kann durch die Fertigung der Venturidüse aus dem porösen Material eine gewisse Verdamp fereigenschaft der Düsenwände bezüglich Brennstoffniederschlägen vorteilhaft verwirklicht werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgerätes sieht vor, dass das Verdampferelement ein Vlies umfasst. Bisher werden Verdampfer-Vliese von brennstoffbetriebenen Heizern aus gesinterten Stahlfasern hergestellt, die einerseits vom Materialpreis her sehr teuer und andererseits von der Verabreitung sehr aufwendig sind. Ferner sind die bekannten Verdampfer-Vliese empfindlich gegenüber Überhitzung und Abbrand. Kommt statt des Grundstoffs Stahl ein Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff zum Einsatz, so besteht die Möglichkeit, das Vlies und insbesondere die Vliesoberfläche temperaturmäßig höher zu belasten. Die Fertigung der gesamten Brennkammer oder eines Teils der Brennkammer aus Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff eröffnet die Möglichkeit, große Teile der Brennkammer als Verdampferfläche zu nutzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass es die folgenden Schritte umfasst:

– Herstellen, ganz oder teilweise, zumindest einer der folgenden Komponenten aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff: Brennkammer oder Teil der Brennkammer, Verdampferelement, Prallscheibe, Zündeinrichtung, Brennstoffdüse, Sekundärbrennbereich/Abgasleitung, Hitzeschild, und
– Fügen der Komponente durch einen Formschluss-Fügeprozess.

Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heizgerät erwähnten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heizgerät verwiesen wird.

Gleiches gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auch diesbezüglich auf die entsprechenden Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Heizgerät verwiesen wird.

Auch für das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt, dass der keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff durch Anwenden eines Sinterprozesses auf ein hochfestes Fasergewebe und eine Matrix aus porösem Mullit hergestellt wird. Anstelle von Mullit können gegebenenfalls auch andere keramische Nanopartikel verwendet werden.

Darüber hinaus wird es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als vorteilhaft erachtet, dass die Geometrie der Komponente durch ein Laminierverfahren festgelegt wird.

Zumindest bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Brennkammer zumindest teilweise aus Stahl hergestellt wird.

Auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass die Brennkammer und die Brennstoffdüse einstückig aus dem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt werden.

Wesentlich für die Erfindung ist die Erkenntnis, dass moderne Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe, die insbesondere als Thermalschutz von Raumfahrzeugen oder als Radom von Hyperschallflugkörpern entwickelt wurden, auch im Zusammenhang mit brennstoffbetriebenen Heizgeräten besonders vorteilhaft eingesetzt werden können, wobei insbesondere die Anwendung von Formschluss-Fügeprozessen zu einer deutlichen Senkung der Herstellungskosten führt. Die Erfindung führt dabei insbesondere dazu, dass eine höhere Leistungsdichte im Brenner erreicht wird, dass eine höhere Lebensdauer erreicht wird und dass eine preisgünstigere und zuverlässigere Fertigungsmethode zur Verfügung gestellt wird.

Ohne darauf beschränkt zu sein ist die vorliegende Erfindung insbesondere bei Heizungen mit Injektionsbrennern, Zerstäuberbrennern oder Verdampferbrennern anwendbar.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgeräts, wobei lediglich der Brenner näher dargestellt ist;
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgeräts, wobei lediglich die Brennkammer näher dargestellt ist; und
3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgeräts, wobei lediglich die Brennkammer näher dargestellt ist.
1 zeigt schematisch die hier interessierenden Komponenten eines Brenners einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heizgeräts 10, das insgesamt nur als Block angedeutet ist. Der Brenner umfasst eine Brennkammer 12, in der eine unter anderem zur Verdampfung von Brennstoff vorgesehene Prallscheibe 16 angeordnet ist. Die Prallscheibe 16 weist Prallscheibendurchbrüche 30 auf, von denen lediglich zwei dargestellt sind. Darüber hinaus ist der Prallscheibe 16 eine Startkammer 28 zugeordnet, in die in an sich bekannter Weise eine Zündeinrichtung 18 ragt. Bezogen auf die Darstellung von 1 ist links neben der Brennkammer 12 ein Flammrohr 22 angeordnet, das einen Sekundärbrennraum bildet und über einen Brennkammerauslass 48 mit der Brennkammer 12 in Verbindung steht. Ein Sekundärbrennraumauslass 50 steht mit einer hier nicht dargestellten Abgasanlage in Verbindung, die zumindest teilweise ebenfalls aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff gebildet sein kann. Rechts von der Prallscheibe 16 ist eine Brennstoff düse 20 in Form einer Venturidüse angedeutet. In die Brennstoffdüse 20 ragt eine hier nicht näher interessierende Brennstoffnadel 26, wie dies an sich ebenfalls bekannt ist. Benachbart zur Brennstoffdüse 20 ist ein einstückig mit dieser ausgebildeter Hitzeschild 24 vorgesehen, der in einen zylindrischen Kragen 34 übergeht. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Hitzeschild bei bestimmten Ausführungsformen eine Sekundärluftbelochung aufweisen, um der Brennkammer neben der durch die Düse zugeführten Brennluft Sekundärluft zuzuführen, insbesondere verdrallte Sekundärluft.
Obwohl prinzipiell auch Ausführungsformen denkbar sind, bei denen beispielsweise die Brennkammer 12 (oder andere der genannten Komponenten) zumindest teilweise aus Stahl hergestellt ist, wird bevorzugt, dass die Brennkammer 12, die Prallscheibe 16, die Düse 20 beziehungsweise der Hitzeschild 24 sowie das Flammrohr 22 aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt sind. Im dargestellten Fall sind sämtliche der genannten Komponenten durch einen Formschluss-Fügeprozess miteinander verbunden, wie dies nachfolgend im Zusammenhang mit der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher erläutert wird.
Um zu dem in 1 näher dargestellten Brenner zu gelangen, kann das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt werden. Zunächst werden das Flammrohr 22, die Brennkammer 12, die Prallscheibe 16 und das die Düse 20 sowie den Hitzeschild 24 bildende Bauteil unter Einsatz an sich bekannter Laminiertechniken aus einem Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt, insbesondere dem eingangs näher erläuterten Werkstoff. Bei der Herstellung des die Düse 20 beziehungsweise den Hitzeschild 24 bildenden Bauteils ist als Besonderheit zu erwähnen, dass die Zündeinrichtung 18 über einen Fügeprozess direkt in die zähe Faserkeramik eingeschoben wurde, derart, dass sich eine Presspassung im Durchbruch 52 mit dem Bauteil ergibt. Daher können auch diesbezüglich aufwendige Verbindungstechniken entfallen. Zur Montage des Brenners wird zunächst die Prallscheibe 16 in die Brennkammer 12 eingeführt, derart, dass sie an einem von der Brennkammer 12 gebildeten umlaufenden Steg 32 anliegt. Anschließend wird das die Düse 20 und den Hitzeschild 24 bildenden Bauteil, das bereits die Zündeinrichtung 18 trägt, mit dem Kragen 34 in die Brennkammer 12 eingesetzt.
Die Abmessungen sind dabei so gewählt, dass der Kragen 34 die Prallscheibe 16 im Zusammenwirken mit dem Steg 32 festklemmt. Anschließend wird eine erste Klemmvorrichtung 44 in Form eines ersten Spannrings verwendet, um einen ersten Flansch 36 der Brennkammer 12 mit einem dritten Flansch 40 zu verbinden, der sich in der dargestellten Weise senkrecht zu dem Kragen 34 erstreckt. Der erste Spannring 44 kann gegebenenfalls zumindest leicht V-förmig ausgebildet sein, um den ersten Flansch 36 und den dritten Flansch 40 aufeinander zu vorzuspannen. Anschließend wird das Flammrohr 22 befestigt, ebenfalls über einen Klemm-Fügeprozess. Zu diesem Zweck weist die Brennkammer 12 einen zweiten Flansch 38 auf, der mit einem durch das Brennrohr 22 gebildeten vierten Flansch 42 zusammenwirkt, indem der zweite Flansch 38 und der vierte Flansch 42 über einen zweiten Spannring 46 aufeinander zu vorgespannt werden.
Eine aus dem keramischen Material hergestellte Prallscheibe kann durch die Porosität des Materials auch teilweise eine Verdampferfunktion einnehmen, indem das Material Brennstofftröpfchen aus der Düse zwischenspeichert und einer kontrollierten Verdampfung zuführt, was zu einer guten Brennstoff-Aufbereitung und damit zu einer sehr sauberen Verbrennung führt. Im Falle einer Stahl-Prallscheibe können diese Tröpfchen unter Umständen durch den Leidenfrost-Effekt von der heißen, glatten Oberfläche abspringen und durch die Brennluft in den stromabwärtigen Teil des Brenners geführt werden. Dies kann zu einer unvollständigen Verbrennung und schlechten Abgaswerten führen.
In 2 ist lediglich die Brennkammer eines ansonsten nur in Blockform dargestellten Heizgerätes 10 näher dargestellt. Die Brennkammer 12 ist einstückig mit einer Brennstoffdüse 20 und einem als Hitzeschild 24 wirkenden Abschnitt ausgebildet, und zwar aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff. Zur Erzeugung der dargestellten Geometrie können an sich bekannte Laminierverfahren eingesetzt werden. Eine mechanische Nachbearbeitung durch Bohren, Fräsen, Sägen, Feilen und so weiter kann in diesem wie auch in allen anderen Fällen ebenfalls vorgenommen werden, wenn dies erforderlich ist. Als Besonderheit ist auch in diesem Fall hervorzuheben, dass die Zündeinrichtung 18 direkt in die zähe Faserkeramik eingeschoben wurde, ohne aufwendige Verbindungstechniken einzusetzen. Durch das Einschieben der Zündeinrichtung 18 ergibt sich im Bereich des Hitzeschilds 24 ein Brennkammerdurchbruch 54. Hinter dem Brennkammerauslass 48 erstreckt sich vorzugs weise ein nicht dargestelltes Flammrohr, das einen Sekundärbrennraum bilden kann.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform eines insgesamt lediglich als Block angedeuteten Heizgerätes 10, wobei auch in diesem Fall lediglich die Brennkammer 12 näher dargestellt ist. Das Heizgerät 10 von 3 weist einen sogenannten Verdampferbrenner auf, bei dem ein saugfähiges Element zur Verdampfung des flüssigen Brennstoffs vorgesehen ist. Bei bekannten Verdampferbrennern sind die saugfähigen Elemente durch Verdampfer-Vliese aus gesinterten Stahlfasern gebildet, die jedoch empfindlich gegenüber Überhitzung und Abbrand sind. Gemäß der Darstellung von 3, bei der die Zündeinrichtung nicht dargestellt ist, ist ein insgesamt mit 14 bezeichnetes Verdampfer-Vlies vorgesehen, dem über eine Brennstoffleitung 56 flüssiger Brennstoff zugeführt wird. Das Verdampfer-Vlies 14 ist aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt und weist einen ersten Abschnitt 14a sowie einen zweiten optionalen Abschnitt 14b auf Der zweite Abschnitt 14b des Verdampfer-Vlieses 14 bildet einen Wandabschnitt der Brennkammer 12, so dass die für den Verdampfungsprozess wirksame Oberfläche sehr groß ist. Obwohl die Brennkammer 12 prinzipiell auch aus Stahl hergestellt sein kann, wird bevorzugt, dass auch die Brennkammer 12 aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff besteht. Wenn die Brennkammer 12 bezogen auf die Darstellung von 3 eine obere Brennkammerhälfte und eine untere Brennkammerhälfte aufweist, kann die Montage der dargestellten Baugruppe beispielsweise so erfolgen, dass das Verdampfer-Vlies zunächst in eine der Gehäusehälften eingesetzt wird und die Brennkammer 12 an schließend durch die andere Gehäusehälfte komplementiert wird. Gemäß der Darstellung von 3 ist ein in der Brennkammer 12 umlaufender Steg 32 vorgesehen, der das Verdampfer-Vlies 14 axial festlegt, so dass sich aufgrund der aufeinander abgestimmten Geometrien insgesamt eine Klemm-Befestigung des Verdampfer-Vlieses 14 ergibt. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es prinzipiell ebenfalls möglich, die Brennkammer 12 und. das Verdampfer-Vlies 14 einstückig auszubilden. In diesem Fall sind die zur Brennstoffverdampfung vorgesehenen Bereiche der Brennkammer 12 saugfähig ausgestaltet, während der Außenbereich der Brennkammer 12 vorzugsweise dicht ist, um ein Austreten von Brennstoff zu vermeiden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Heizgerät
12: Brennkammer
14: Verdampfer-Vlies
14a: erster Abschnitt
14b: zweiter Abschnitt
16: Prallscheibe
18: Zündeinrichtung
20: Brennstoffdüse
22: Sekundärbrennbereich/Flammrohr
24: Hitzeschild
26: Brennstoffnadel
28: Startkammer
30: Prallscheibendurchbrüche
32: Steg
34: Kragen
36: erster Flansch
38: zweiter Flansch
40: dritter Flansch
42: vierter Flansch
44: erste Klemmvorrichtung/erster Spannring
46: zweiter Spannring
48: Brennkammerauslass
50: Sekundärbrennraumauslass
52: Durchbruch
54: Brennkammerdurchbruch
56: Brennstoffleitung

Claims

Mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenes Heizgerät (10), insbesondere Kraftfahrzeugheizgerät (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der folgenden Komponenten (12–24) ganz oder teilweise aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt und durch einen Formschluss-Fügeprozess befestigt ist: Brennkammer (12) oder Teil der Brennkammer (12), Verdampferelement (14; 16), Prallscheibe (16), Zündeinrichtung (18), Brennstoffdüse (20), Sekundärbrennbereich/Abgasleitung (22), Hitzeschild (24).
Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff durch Anwenden eines Sinterprozesses auf ein hochfestes Fasergewebe und eine Matrix aus porösem Mullit hergestellt ist.
Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (12) zumindest teilweise aus Stahl hergestellt ist.
Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (12) und die Brennstoffdüse (20) einstückig aus dem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt sind.
Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampferelement ein Vlies (14) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebenen Heizgeräts (10), insbesondere eines Kraftfahrzeugheizgeräts (10), dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: – Herstellen, ganz oder teilweise, zumindest einer der folgenden Komponenten (12–24) aus einem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff: Brennkammer (12) oder Teil der Brennkammer (12), Verdampferelement (14; 16), Prallscheibe (16), Zündeinrichtung (18), Brennstoffdüse (20), Sekundärbrennbereich/Abgasleitung (22), Hitzeschild (24), und – Fügen der Komponente (12–24) durch einen Formschluss-Fügeprozess etc....
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff durch Anwenden eines Sinterprozesses auf ein hochfestes Fasergewebe und eine Matrix aus porösem Mullit hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Komponente (12–24) durch ein Laminierverfahren festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (12) zumindest teilweise aus Stahl hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammer (12) und die Brennstoffdüse (20) einstückig aus dem keramischen Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoff hergestellt werden.