專利名稱：用于汽車加熱器的噴霧燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述類型的用于汽車加熱器的噴霧燃燒器。
利用噴霧燃燒器可以將凝聚在化石的能量載體中的能量轉(zhuǎn)化成熱能，這樣的噴霧燃燒器已經(jīng)被應(yīng)用于各種領(lǐng)域內(nèi)(例如見(jiàn)WO87/00605或DE3901126A1)。其中，在汽車加熱器領(lǐng)域中，通常不使用10KW以下功率范圍內(nèi)的噴霧燃燒器或噴嘴式噴霧燃燒器，因?yàn)樵诠β瘦^小時(shí)噴霧質(zhì)量被認(rèn)為是不夠的，而且為了達(dá)到足夠的噴霧質(zhì)量要求較高的耗電功率。此外，噴霧燃燒器在部分負(fù)荷范圍內(nèi)的燃燒性能差，因?yàn)榇藭r(shí)噴霧質(zhì)量比滿負(fù)荷情況下的噴霧質(zhì)量差。
最后，已知類型的噴嘴式噴霧燃燒器冷起動(dòng)性能差，因?yàn)殡S著溫度下降燃料的粘度增加，使得噴霧質(zhì)量變壞。這時(shí)，大的燃料滴未汽化或者僅部分汽化地通過(guò)燃燒室漏出，這是造成高的起動(dòng)廢氣排放的原因?？紤]到市場(chǎng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題的敏感性提高，差的排氣質(zhì)量在今天已不再能容忍，即使它僅在起動(dòng)階段出現(xiàn)。
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于汽車加熱器的噴霧燃燒器，它在部分負(fù)荷范圍內(nèi)的較低功率下以及在冷起動(dòng)階段中也能夠具有良好的燃燒性能和較低的廢氣排放。
所述任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征解決。本發(fā)明的符合目的的擴(kuò)展在從屬權(quán)利要求中給出。
設(shè)計(jì)了一種用于汽車加熱器的噴霧燃燒器，具有一個(gè)包含一個(gè)攔擋體的燃燒室以及具有一個(gè)將燃料噴霧到燃燒室中的噴霧裝置，其中，與噴霧裝置的噴霧點(diǎn)隔開一個(gè)距離安置一個(gè)起攔擋體作用的擋盤，該距離小于燃燒室的直徑或一個(gè)在燃燒室中延伸的圓筒形熱屏蔽件的直徑。該擋盤作為攔擋體具有使火焰穩(wěn)定的效果，這特別是在功率較低時(shí)或在燃燒器的部分負(fù)荷范圍內(nèi)對(duì)降低火焰噪聲以及對(duì)改善燃燒產(chǎn)生有利的影響。在實(shí)現(xiàn)緊湊的液體燃料燃燒室方面該擋盤產(chǎn)生特別有利的影響。通過(guò)該擋盤，裝備有該擋盤的燃燒器也可以處理較差的噴霧質(zhì)量，而不對(duì)燃燒性能產(chǎn)生不良影響。同樣地，實(shí)現(xiàn)噴霧質(zhì)量比滿負(fù)荷檔差的部分負(fù)荷檔的可能性得到改善。
在此，擋盤可以另外是錐形的、凸形的或凹形的。通過(guò)將擋盤安置在火焰區(qū)中，在火焰中斷之后、如由于燃料管道中的氣泡造成，可以在該熾熱的盤上較容易地再次點(diǎn)燃燃料。此外，在一個(gè)燃燒過(guò)程結(jié)束時(shí)通過(guò)在熾熱的擋盤上的反應(yīng)可以減少CO_和HC_的排放。
擋盤可以作為具有一個(gè)高度為例如2毫米、逆著燃料噴霧方向的凸緣的盤構(gòu)成，從而它形成一個(gè)平底缽。擋盤直徑相對(duì)于燃燒室直徑的比優(yōu)選在0.6至0.9之間，擋盤到噴霧點(diǎn)的軸向距離與燃燒室直徑的比優(yōu)選在0.3至0.6之間。通過(guò)適當(dāng)確定擋盤的尺寸，得到與其它空氣動(dòng)力學(xué)措施相比較僅不明顯地增大的燃燒室壓力損失，其中，例如被渦旋地輸入的燃燒空氣流的切向分量只受到不明顯的干擾，從而燃燒氣體在擋盤下游還可以帶有渦流分量地流動(dòng)。擋盤優(yōu)選借助固定接片被固定。
擋盤可以具有縫隙和/或鉆孔形式的開口，其中這些開口優(yōu)選按擋盤的確定布孔形式構(gòu)成。但擋盤也可以作為具有一個(gè)中心貫通孔的環(huán)構(gòu)成。
此外，在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施形式中可以在擋盤上安置一個(gè)室，一個(gè)例如用陶瓷制成的預(yù)熱棒形式的或者預(yù)熱塞形式的預(yù)熱裝置伸入該室中。通過(guò)將預(yù)熱裝置安置在攔擋流區(qū)域中擋盤的上游，改善了燃燒器的起動(dòng)性能。在此，所述室優(yōu)選這樣構(gòu)成，使得預(yù)熱裝置剛好這樣伸入其中，使在噴霧裝置下游的預(yù)熱裝置的輻射能量可以被利用來(lái)對(duì)擋盤進(jìn)行部件加熱。由此特別是明顯改善了這類燃燒器的起動(dòng)性能。此外，擋盤可以固定在燃燒室上、固定在燃燒室底部上或者固定在空氣動(dòng)力學(xué)內(nèi)裝部件、例如用于燃燒空氣的渦旋裝置上。
擋盤可以優(yōu)選地用高合金鋼、用陶瓷或者用帶陶瓷涂層的鋼制成。
本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)由下面參照附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明中給出；附圖中示出
圖1通過(guò)一個(gè)燃燒器的一個(gè)剖面；圖2帶有一個(gè)燃燒管或者說(shuō)火焰管的燃燒室的立體圖；圖3通過(guò)圖2所示燃燒室的一個(gè)剖面；圖4圖2所示燃燒室的擋盤的俯視圖；圖5帶有一個(gè)凹形擋盤的圖1的變型，圖6帶有一個(gè)凸形擋盤的圖1的變型，和圖7帶有一個(gè)錐形擋盤的圖1的變型。
在圖1中示出通過(guò)噴霧燃燒器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施形式的一個(gè)剖面。在所示的實(shí)施形式中，該噴霧燃燒器由一個(gè)噴霧嘴2組成，在所述噴霧嘴2前連接一個(gè)導(dǎo)通空氣的裝置4，其用于使進(jìn)入噴霧嘴2中的燃燒空氣產(chǎn)生渦旋。在該導(dǎo)通空氣的裝置4的前面在左側(cè)可以看到一個(gè)燃料輸送管6，向此燃料輸送管6輸送要在噴霧嘴2中噴霧的燃料。噴霧嘴2在其朝向燃燒室24(見(jiàn)圖5)的側(cè)面上與一個(gè)圓筒形的熱屏蔽件8連接。熱屏蔽件8可以設(shè)置二次空氣孔10，所述二次空氣孔10也設(shè)置在位于熱屏蔽件8后面的法蘭12中，法蘭12起將噴霧嘴2固定在燃燒室內(nèi)或者汽車加熱器內(nèi)的作用。穿過(guò)這些孔10的二次空氣通過(guò)一個(gè)導(dǎo)通空氣的渦旋裝置14同樣地被施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)力。此外，該噴霧燃燒器還設(shè)置有一個(gè)預(yù)熱裝置16，該預(yù)熱裝置16可以涉及一個(gè)優(yōu)選用陶瓷材料制成的預(yù)熱棒或者說(shuō)涉及一個(gè)預(yù)熱塞，借助它們點(diǎn)燃被霧化的燃料混合物。優(yōu)選除預(yù)熱裝置16之外附加設(shè)置一個(gè)未示出的、在噴霧燃燒器中常用的點(diǎn)火裝置以產(chǎn)生觸發(fā)火花。
如在圖1中還可看出的，在燃燒器的熱屏蔽件8上設(shè)置了一個(gè)攔擋體，在這種情況下其具有平的、垂直于燃燒室24縱軸線安置的擋盤18的形式。在噴霧嘴2中被霧化的燃料由于不充分的燃料準(zhǔn)備量可能以燃料滴的形式出現(xiàn)，它們撞到作為平的擋盤18構(gòu)成的攔擋體上并且可以在那里汽化。攔擋體或者說(shuō)擋盤18安置在燃燒器的火焰區(qū)內(nèi)，由此改善了火焰穩(wěn)定性。此外，擋盤18還起使流體轉(zhuǎn)向并從而使火焰穩(wěn)定的作用。
擋盤18優(yōu)選用高合金鋼制成，并且具有一個(gè)約2mm高、指向噴霧嘴2的凸緣20。可與此替換地，擋盤18也可以用陶瓷材料或者一種用陶瓷材料涂敷的高合金鋼制成。此外，如從圖1中進(jìn)一步看到的，擋盤18用固定接片22固定在熱屏蔽件8上。
從圖2中可看出一個(gè)設(shè)置有一個(gè)擋盤18的燃燒室24的立體圖，其中，在燃燒室24的背面上安置一個(gè)火焰管26。在所示的變型方案中，作為具有中心貫通孔34的盤構(gòu)成的擋盤18D在此通過(guò)固定接片22固定在燃燒室24中。如從圖2中進(jìn)一步看到的，在擋盤18D上安置一個(gè)啟動(dòng)室28，一個(gè)預(yù)熱裝置可伸入該啟動(dòng)室28中。通過(guò)該啟動(dòng)室28可以將擋盤的區(qū)域利用成“熱點(diǎn)”，以加熱啟動(dòng)室28及擋盤18D。此外，該啟動(dòng)室28還起阻尼區(qū)(Beruhigungszone)的作用，在該阻尼區(qū)中較快地構(gòu)成一個(gè)引導(dǎo)火焰，它使被霧化的燃料加速汽化并從而使得在起動(dòng)燃燒器時(shí)較快地徹底點(diǎn)燃。
如圖所示，在本實(shí)施形式中啟動(dòng)室28安置在擋盤18D的邊緣上?？膳c此替換地，特別是在擋盤18呈封閉平面狀地構(gòu)成時(shí)，它也可以固定在擋盤的任何其它位置上或者與之集成為一體地成形出。啟動(dòng)室28的位置最終由預(yù)熱裝置的位置決定。
圖3和圖4示出圖2所示的實(shí)施形式，一個(gè)是剖視圖，另一是擋盤18的俯視圖。
在圖2至圖4所示的燃燒室與圖1所示的燃燒器以一種方式組合，即，熱屏蔽件8優(yōu)選被裝入到燃燒室24的內(nèi)部，其中，擋盤18可以或者固定在熱屏蔽件8上，如圖1所示，或者固定在燃燒室24上，如圖2至4所示。也可以將熱屏蔽件8固定在燃燒室24上，其中，在這種情況下在熱屏蔽件8中設(shè)置缺口。
在圖4中，在擋盤18上附加地構(gòu)成孔30和縫隙32。這樣的孔30及縫隙32是優(yōu)化的設(shè)置。它們既可以作為只具有一個(gè)或多個(gè)孔30或具有一個(gè)或多個(gè)縫隙32的預(yù)先規(guī)定的孔式樣設(shè)置，也可以如圖所示，作為孔30和縫隙32的組合設(shè)置。
在圖5所示的變型方案中，擋盤18A呈凹形構(gòu)成。此外，在該圖中示出在外面包圍熱屏蔽件8的燃燒室24。這樣的燃燒室也存在于其它的實(shí)施形式中。
在圖6所示的變型方案中，擋盤18B呈凸形構(gòu)成，也就是說(shuō)，具有一個(gè)逆著噴霧嘴2指向的拱起。
在圖7所示的實(shí)施形式中，擋盤18C呈錐形構(gòu)成。在另一個(gè)沒(méi)有示出的變型方案中，錐形的尖也可以逆著噴霧嘴2指向。
在所有示出的實(shí)施形式中，如果擋盤18、18A、18B、18C及18D到噴霧點(diǎn)P(見(jiàn)圖1)的軸向距離與燃燒室直徑的比例大約在0.3至0.6之間，是有利的。如果擋盤18、18A、18B、18C及18D的直徑相對(duì)于燃燒室24的直徑或者相對(duì)于安置在燃燒室24中的熱屏蔽件8的直徑的比大約在0.6至0.9之間，在所有示出的實(shí)施形式中也同樣是有利的。在這些數(shù)字比例下，在實(shí)際中顯示出最好的燃燒效果。
參考標(biāo)號(hào)2噴霧裝置(噴霧嘴) 4導(dǎo)通空氣的裝置6燃料輸送管路 8熱屏蔽件10孔12法蘭14渦旋裝置 16預(yù)熱裝置18，18A，18B，18C及18D 擋盤20凸緣 22固定接片24燃燒室26火焰管28啟動(dòng)室30孔32縫隙 34貫通孔
權(quán)利要求
1.用于汽車加熱器的噴霧燃燒器，具有一個(gè)包含一個(gè)攔擋體(18)的燃燒室(24)以及具有一個(gè)將燃料噴霧到燃燒室中的噴霧裝置(2)，其特征在于，在燃燒室(24)之內(nèi)，在燃料噴霧方向上與所述噴霧裝置(2)的噴霧點(diǎn)(P)隔開一個(gè)距離安置一個(gè)起攔擋體作用的擋盤(18，18A，18B，18C，18D)，所述距離小于燃燒室(24)的直徑或一個(gè)在燃燒室(24)中延伸的圓筒形熱屏蔽件(8)的直徑。
2.如權(quán)利要求1所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18C)是錐形的。
3.如權(quán)利要求1所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18B)是凸形的。
4.如權(quán)利要求1所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18A)是凹形的。
5.如權(quán)利要求1至4之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18，18A，18B，18C，18D)作為具有逆著燃料噴霧方向的凸緣的盤構(gòu)成，從而它形成一個(gè)朝向所述噴霧裝置(2)敞開的缽。
6.如權(quán)利要求1至5之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18)的直徑相對(duì)于燃燒室(24)的直徑或相對(duì)于一個(gè)安置在燃燒室(24)中的熱屏蔽件(8)的直徑的比在0.6至0.9之間。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18)到噴霧點(diǎn)(P)的軸向距離與燃燒室直徑的比在0.3至0.6之間。
8.如權(quán)利要求1至7之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18)具有縫隙(32)和/或孔(30)形式的開口。
9.如前述權(quán)利要求之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18D)作為環(huán)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1至9之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，在擋盤(18，18A，18B，18C，18D)上安置一個(gè)室(28)，一個(gè)預(yù)熱裝置(16)伸入到其中。
11.如前述權(quán)利要求之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18，18A，18B，18C，18D)用高合金鋼制成。
12.如權(quán)利要求1至10之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18，18A，18B，18C，18D)用陶瓷制成。
13.如權(quán)利要求1至10之一所述的噴霧燃燒器，其特征在于，擋盤(18，18A，18B，18C，18D)用帶陶瓷涂層的鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于汽車加熱器的噴霧燃燒器,具有一個(gè)包含一個(gè)攔擋體(18)的燃燒室以及具有一個(gè)將燃料噴霧到燃燒室中的噴霧裝置(2),其特征在于,在燃燒室之內(nèi),在燃料的噴霧方向上與所述噴霧裝置(2)的噴霧點(diǎn)隔開一個(gè)距離安置一個(gè)起攔擋體作用的擋盤(18),所述距離小于燃燒室的直徑或一個(gè)在燃燒室中延伸的圓筒形熱屏蔽件(8)的直徑。
文檔編號(hào)B60H1/02GK1366594SQ01800969
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月17日
發(fā)明者費(fèi)利克斯·沃爾夫, 貝恩德·米特曼, 約翰·施佩爾, 托馬斯·克舍爾, 約瑟夫·阿曼 申請(qǐng)人:韋貝斯托熱系統(tǒng)國(guó)際有限公司