燃烧器制造技术

本发明专利技术涉及一燃烧器（２），它用于燃烧一含有氢气的气体燃料及含有氧气的气体氧化剂，该燃烧器具有一燃烧室（３），其中，当燃烧器（２）在运行其间发生燃烧反应，该燃烧器还具有一壁结构（４），后者在输入端密封燃烧室（３）并且具有多个燃料开口（１４），在燃烧室（２）运行期间，燃料通过该多个燃料开口（１４）进入燃烧室（３），并且具有多个氧化剂开口（１５），在燃烧器运行期间，氧化剂通过氧化剂开口１５被引入燃烧室（３）。

【技术实现步骤摘要】
燃烧器
本专利技术涉及一种燃烧器，它用于含氢气体燃料与含氧气体氧化剂燃烧。
技术介绍
现代的机动车辆可能装备有发电的装置，该装置由燃料电池发电，独立于发动机而提供车辆的需要的电动率。为此借助一从供应给它的燃料例如汽油或柴油的重整装置，把含氢的可燃气体生产成为一重整产物。此重整产物或可燃气体然后被用来与一含氧气(通常是空气)的气体氧化剂一起在燃料电池中产生电流。因此该燃料电池包含至少一电解板，可燃气体流经阳极侧而氧化剂气体流经阴极侧。化学反应在可燃气体及氧化剂气体中发生而形成各个反应产物。通常，可燃气体中的氢气并不是都起反应的，所以，在阳极侧，从燃料电池出来了氢-产物气体的混合物。氧化剂混合物的情况也相似，因为，也不是所有氧气都能在那里起反应的。因此在阴极侧从燃料电池出来了氧-产物气体的混合物。从严格限制污染排放的观点来说，人们是不愿意看到有氢气排向大气中的。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决这一问题，可提供一种减少燃料电池排放污染的方法。根据本专利技术，此问题是通过如独立权利要求所述的内容解决的，而有利于的实施例则通过从属权利要求所述的内容来提供。本专利技术是基于这样的概念之上的：把氧化剂及燃料通过分开的燃料开口和/或氧化剂开口提供给燃烧器的一燃烧室，所述燃料开口和氧化剂开口设计在接近燃烧室的壁结构中。由于氧化剂及所述燃料分开供应，氧化剂及燃料的彻底混合只在燃烧室和/或在燃烧室的入口处发生。结果，高反应燃料-氧化剂混合物只在燃烧室和/或在它的入口处形成。这样，燃烧反应-->可以可靠的在燃烧室中发生。从燃料电池排放污染的观点来看，本专利技术的燃烧器可以用特别简单的方式把作为燃料在阳极侧上的氢-产物气体的混合物并把作为氧化剂在阴极侧上的氧-产物气体的混合物供给燃烧室以燃烧在其中余下的氢气。这有效的防止了把氢气排放入大气之中。根据一特别有利的实施例，至少提供一个热交换器或一热传送媒体，后者由燃烧器运行时的燃烧热进行加热并且或者被接入一加热回路。该加热回路用于加热一内燃机和/或一机动车的乘客室和/或车辆的载货区域和/或至少重整装置及燃料电池产生过程的离析物。这可以以睿智的方式实现一独立于发动机的(发动机之外的)另一个加热方式，同时又可以降低燃料电池的污染的排放。对这样的一种燃料电池及燃烧器的组合和这样一种燃料电池及加热器的组合可以形成一特别紧凑的结构，这是因为燃烧器的壁结构形成了燃料电池两端板之一，燃料电池在它们的端板之间具有多个电解板，一燃料路径及一氧化剂路径形成在它们之中或在它们之间。壁结构从而形成了一个燃料电池和燃烧器所共有的部件，这就实现了节省空间的结构设计。本专利技术的其他特点和优点可以从从属权利要求、附图及结合附图所作的叙述中导出。不言自明的是，上述的特点以及下面要叙述的特点不仅可以用于上面所述的组合，而是也可以在本专利技术的范围之内用于任何其他组合或者单独地使用。附图说明本专利技术的诸较佳实施例在附图中示出并且在下面的叙述详细地加以叙述。在以下的叙述中，凡是功能相同的或者相似的部件均用相同的编号加以表示。本附图中：图1是根据本专利技术的燃料电池和加热器的组合的部分剖开的立体图；图2是通过图1所示的燃料电池和加热器的组合的纵截面的视图；图3是通过图1所示的燃料电池和加热器的组合的横截面视图；图4是图2中的IV部分的详细而放大的视图；-->图5是本专利技术的从上面看下去的燃烧器的壁结构的放大立体图；图6是与图5相似的视图，但它是另一个实施例中的视图；图7是壁结构的部分剖视立体视图，但它是另在另一个实施例中的。具体实施方式图1到图5示出了本专利技术的燃料电池和加热器的组合1，它配备有本专利技术的一燃烧器。此燃烧器2具有一燃烧室3，在燃烧器运行期间，燃烧反应将在其中发生。这里紧挨燃烧器2的输入端处有一壁结构4，在它的输出端有一个热交换器5，而在两侧处则有外壁6。通过该壁结构4，向燃烧室3供应含有氢气的气体燃料及含有氧气的气体氧化剂。热的燃烧过的排出的气体可以从燃烧室3到达安排在输出端的热交换器5。该热交换器5在此过程中被加热。燃烧器2与热交换器5的组合形成一加热器7，它可以例如用于预热在机动车辆中的内燃发动机，和/或加热机动车辆的乘客室和/或加热机动车辆的使用的空间。利用加热器7预热重整装置(炉)以及燃料电池处理过程的离析物是特别有利的。这些离析物通常包括空气及燃料，例如柴油，汽油，合成燃料(SynFuel)，日光燃料(SunFuel)，氢气，天然气体等。而且，热交换器5可以以适当的方式结合入一相应的内燃机的加热回路(或冷却回路)和/或乘客室和/或对使用的空间进行加热。对离析物进行预热时，它们也可以通过合适的加热回路接入热交换器5或以适合于进行热传输的方式连接或通过热交换器5的加热回路。组合1还包括一燃料电池8，它可以设计成一高温燃料电池，例如(SOFC固体氧化物燃料电池)。此燃料电池包括两块端板9和10以及几块电解板11，后者互相堆叠在一起并安排在端板9和10之间。该电解板11设计成可以堆叠起来而在燃料电池8内部在阳极侧形成燃料路径12以及在阴极侧形成氧化剂路径13。燃料路径12和氧化剂路径13在图中用箭头示出了它们的流动方向。燃料电池8的燃料是一种由重整装置(图中未示出)生产的重整产物。在机动车辆中的组合装置1的应用中，重整装置用那里可得到的燃料即柴油或汽油来运转。重整产物至少大部分由氢(气)组成。燃料电池8的氧化剂通常是周围的空气，因此主要含有氧(气)。在-->流经燃料路径以及氧化剂路径13中时，大部分氢气和氧气转化成电，也就是说，发生了化学反应，产生了反应产物并生产了电流。所产生的电流可以被输出(分接)，因此燃料电池8可以被用作一个发电系统。在燃料路径12中，在燃料电池运行过程中产生的包含未燃烧氢气的氢的产物气体的混合物被送到燃烧器2作为燃料。类似地，一包含未燃烧的氧气的氧化剂的产物的混合气体被送到燃烧器中作为氧化剂。此氧化剂的产物混合物气体是在燃料电池运行过程中在氧化剂路径13中产生的。此燃料与氧化剂可在燃烧器2中燃烧。所以，可以防止氢气排放到大气中去。与此同时，产生的废热被用来加热装置中的各种部件，而特别是借助热交换器5加热重整装置及燃料电池运行过程中的离析物。这里所示出的实施例中，面向燃烧器2的燃料电池8的端板10是由燃烧器2的壁结构4形成的。这一点是特别有利的。这意味着此端板10的功能结合入了壁结构4。这样，本专利技术的燃料电池和加热器的组合1可以设计得特别紧凑。如果燃烧器2不是加热器7的一部分，则组合1只涉及到燃料电池和燃烧器的组合。在另一种设计中，燃烧器2也可以实施而不用燃料电池8，例如形成一种独立于车辆发动机的用氢运行的加热系统。壁结构4可以在离开燃烧室3的一侧具有一适当的密封板(图中未示出)，而其他则不变。具体地说，燃烧器2可以设计成一个分开的燃烧器2或与燃料电池8相组合的燃烧器。因为氢和氧化剂的混合物是具有高反应性的混合物，它有自燃的危险，特别是在和高温结合的情况下。为了减少此危险，在本专利技术的燃烧器2中，燃料混合物只形成在燃料室3中和/或在燃料及氧化剂进入燃烧室3的入口处。为此，壁结构4具有多个燃料开口14，在燃烧器2运行时，燃料可以通过开口14被引入燃烧室3中。此外，壁结构4有多个氧化剂开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃烧器，它用于燃烧含有氢的气体燃料以及含有氧的一气体氧化剂，该燃烧器包括：－燃烧室（３），在燃烧器运行期间，在燃烧器（２）中发生燃烧反应，－壁结构（４），它密封在入口侧的燃烧室（３），并具有多个燃料开口（１４），在燃烧器 （２）运行期间，燃料通过此燃料开口（１４）进入燃烧室（３），以及具有多个氧化剂开口（１５），在燃烧器运行期间，氧化剂通过氧化剂开口（１５）进入燃烧室（３）。

【技术特征摘要】
DE 2004-7-9 102004033545.11.一种燃烧器，它用于燃烧含有氢的气体燃料以及含有氧的一气体氧化剂，该燃烧器包括：-燃烧室(3)，在燃烧器运行期间，在燃烧器(2)中发生燃烧反应，-壁结构(4)，它密封在入口侧的燃烧室(3)，并具有多个燃料开口(1 4)，在燃烧器(2)运行期间，燃料通过此燃料开口(14)进入燃烧室(3)，以及具有多个氧化剂开口(15)，在燃烧器运行期间，氧化剂通过氧化剂开口(15)进入燃烧室(3)。2.如权利要求1所述的燃烧器，其特征在于：至少设有一个热交换器(5)，在燃烧器(2)运行期间，它由燃烧热所加热，该热交换器与一加热回路相连，用作加热至少下列各项之一：-内燃发动机；-机动车辆中的内燃发动机；-机动车辆的乘客室；-机动车辆的载货区；-重整装置及燃料电池运行过程中的至少一种离析物。3.如权利要求1或2所述的燃烧器，其特征在于：-燃料是由在燃料电池(8)的阳极侧释放出来的氢-产物气体的混合物形成的，-氧化剂是至少部分地由在燃料电池(8)的阴极侧出来的氧-产物气体的混合物形成的。4.如权利要求1～3中任一权利要求所述的燃烧器，其特征在于：壁结构(4)形成燃料电池(8)的两端板(9，10)之一，燃料电池(8)具有多个在它们的端板(9，10)之间的电解质板(11)，而燃料路径(12)及氧化剂路径(13)设置在电解板中或电解板之间。5.如权利要求1～4中任一权利要求所述的燃烧器，其特征在于：燃料开口(14)及氧化剂开口(15)位于一个平面上。6.如权利要求1～5中任一权利要求所述的燃烧器，其特征在于：氧化剂开口(15)及燃料开口(14)以均匀和/或对称方式布置。7.如权利要求1～6中任一权利要求燃烧器，其特征在于：-->-燃烧室(3)横向由一个外壁(6)以便一内壁(16)围绕，该外壁(6)位于外面，而内壁(16)位于里面，-一冷却空间(17)设置在内壁(16)和外壁(6)之间，并且在入口处与壁结构(4)中的多个氧化剂开(15)相连，并且在出口端与燃烧室(3)相连通。8.如权利要求1～7中任一权利要求燃烧器，其特征在于：-壁结构(4)具有一底板和一个盖板(20)，后在安排在面向燃烧室(3)的底板(19)的一侧，-盖板(20)有多个第一贯通开口(21)，其中至少几个形成燃料开口(14)或氧化剂开口(15)。9.如权利要求8所述的项燃烧器，其特征在于：一中空空间(22)形成在盖板(20)及底板(19)之间并与第一贯通开口(21)相连通。10.如权利要求9所述的燃烧器，其特征在于：-底板(19)有多个贯通开口(23)，该贯通开口与一馈给室(24)相连通，后者由一底板(19)与中空空间(22)隔开，-在燃烧器(2)运行期间，一种气体，即氧化剂或燃料通过中空空间(22)供应给燃烧室(3)，而另一种气体，即燃料或氧化剂，通过馈给室(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员：J考佩特，G埃贝施帕赫，A科尔默，
申请(专利权)人：爱博斯倍谢两合有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]