CN104736933A - 利用液体燃料操作的加热设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用液体燃料操作的加热设备，其具有燃料泵(1)，所述燃料泵(1)包括排量元件(2)，并且用于将液体燃料抽出燃料罐(6)以及将它馈送至压力导管区域(7，9)，在所述压力导管区域(7，9)中存在由压力调节器(14)限定的升高的压力，并且所述压力导管区域将燃料传送至喷雾喷嘴(10)，燃料从所述喷雾喷嘴(10)离开并进入燃烧室，以形成燃烧器火焰(11)。为了避免操作的中断，所述压力导管区域(7，9)包括至少一个附加容积(20，22)，所述附加容积的尺寸被如此选择，使得在抽吸气泡期间发生在压力导管区域(7，9)中的压降不会引起通过燃料泵(1)的燃料输送的持久中断。所述附加容积(20)可以被直接地结合到所述泵中，或者所述附加容积(22)可以被结合到喷嘴管中。

Description

利用液体燃料操作的加热设备
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的分类部分所阐述类型的利用液体燃料操作的加热设备，还涉及一种适用于这种加热设备的燃料泵。
背景技术
在下文中，术语“导管”用于表示各种各样的中空空间以及中空主体，所述中空空间和中空主体能够用作流体(特别是液体)的流动路径，并且为此目的具有至少一个进给开口以及至少一个排出开口。除了管式导管之外，它们还包括例如任何外部形状的实心体通孔、除了进给开口和排出开口之外所有侧面均封闭的通道，等等。词语“导管区域”用来表示多个这样的导管，它们以流动关系连接在一起或者能够以流动关系连接在一起，并且还能够连接至一个或多个钻孔或者凹槽，所述钻孔或者凹槽是类盲孔构造，即，仅仅具有一个连接开口，并且所述钻孔或者凹槽适于接纳和储存流体，特别是液体。
这里所涉及的加热设备以加热器械或者加热系统的形式被使用，它们安装在私人电动汽车、公共汽车、铁路车辆等等中，并且用于加热这些车辆的内部舱室，或者不管怎样也用于预加热例如柴油发动机的水箱水，或者它们的形式是例如用于给建筑物供热的固定安装的供热设备。
它们包括燃料泵，借助所述燃料泵将流体燃料从供应容器或供应罐中抽吸进来，并且馈送到压力导管区域，在所述压力导管区域中普遍存在由压力调节器或者压力限制器限定的升高的压力，并且从所述压力导管区域燃料流动到喷雾喷嘴，燃料通过所述喷雾喷嘴被注射到燃烧器腔室中，以形成燃烧器火焰。
通常提供有关闭装置，所述关闭装置例如可以是电磁关闭阀的形式，并且能够闭合，以中断将燃料馈送至喷雾喷嘴。
特别地，在包括鼓风机的加热设备的情况下(所述鼓风机与燃料泵共同地被驱动)，能够区分三个典型的操作阶段，这三个阶段的共同因素是：燃料泵运行并且将燃料从罐运送到压力导管区域中：
a)操作的预备模式
在该操作阶段所述关闭装置闭合，从而没有燃料能够被传送至喷雾喷嘴或者从喷雾喷嘴发出，该操作阶段用于在压力导管区域中积累所需的操作压力。压力导管区域不能再容纳的多余传送的燃料量通过所述压力调节器借助从压力导管区域分支的返回导管而返回至罐。
b)操作的加热模式
关闭装置开启，燃料从喷雾喷嘴发出，并且在燃烧器腔室中发生点火之后形成用于加热的火焰。为了使压力调节器能够维持压力导管区域的增加的操作压力，通常必须发生“过度输送”，也就是说，加热模式中的泵必须为压力导管区域馈送比通过喷雾喷嘴发出的燃料更多的燃料。过多的燃料借助返回导管流回至罐。
c)操作的关闭模式
在该操作阶段，关闭装置再次闭合，没有燃料从喷雾喷嘴发出并且火焰熄灭。然而为了冷却目的，鼓风机以及燃料泵继续运行。被输送的燃料借助返回导管流回至罐。
燃料泵产生的抽吸侧降低的压力水平取决于许多因素，例如抽吸导管(包括燃料过滤器)中的部件、抽吸导管的长度、泵的转动速度、随着温度变化的所输送燃料的粘度，等等。
在抽吸进入系统中所输送的燃料中能够出现尺寸广泛不同的气泡，这是因为当降低的压力达到特定数值时，发生燃料的蒸发，和/或因为燃料系统可能具有泄露，导致吸入气泡，和/或因为在供应罐中形成的气泡也被吸入。
如果气体成分构成由泵所输送的总体积的给定比例，则与压力调节器相结合，在泵的排量元件下游的导管区域中存在显著的压降，同时暂停燃料的输送。
在所有上述三种操作条件下，产生了问题，因为在由于出现气泡而造成的燃料输送的完全失效之后，燃料泵仅仅能够在一段时间之后(如果真会发生的话)自动地恢复燃料的输送。
特别在加热模式下，当泵在特定时间内不能再次积累和设定所需压力时，就有以下危险：通过喷雾喷嘴注射到燃烧室中的燃料锥被极大的改变或者完全消失，使得燃烧停止。带有电子控制装置的加热设备然后常常锁定并且暂时不可能是加热模式。
至此，为了克服以上问题，办法经常是外部附加装置，用于自动地或者独立自主地为已经吸入的燃料排气。同时，与燃料导管相关，所述系统从双线系统转换成单线系统，单线系统部分地是位于返回导管与抽吸导管之间的旁路的形式。另外，局部地使用预输送泵，这也升高了在抽吸导管中的下降压力的水平。
这些改正措施的缺点是：必须使用附加部件，而所述附加部件明显地提高了这种系统的制造成本。
发明内容
比较而言，本发明的目的是研发一种如本说明书的开头部分所述类型的加热设备，其方式是随燃料一起被燃料泵抽吸进来的气泡不会导致加热设备的失效，或者这种失效至少比现有技术更少。
为了实现所述目的，本发明提供了在权利要求1中所述的特征。
在本说明书开头部分所述类型的之前的加热设备中，所作努力是最小化压力导管区域的容积，也就是说，最小化泵的排量元件与燃料喷雾喷嘴之间的压力导管区域的容积。一方面，所述目的是实现一种尽可能小的结构化尺寸，并且所述目的是控制来自喷雾喷嘴的燃料的后滴漏，在加热操作模式终止之后，在某些情形下会发生所述后滴漏。
因此，例如在与现有技术对应的齿轮泵中(所述齿轮泵被专门使用并且申请人将它们装配在他们所制造的并且也作为备件销售的车辆加热设备和系统中)，压力调节器和关闭装置以及承载喷雾喷嘴的喷嘴座均被结合到所述泵中，从而就将这些单元连接在一起的导管而言，提供了非常小的容积。
令人惊奇的是，现在已经发现，当在泵的排量元件与喷雾喷嘴和/或压力调节器之间的压力导管区域的尺寸增加至少一个附加容积时，当气泡由燃料泵抽吸进来时在压力侧发生的压降能够在其大小方面以及在其时间持续方面显著减小，因此完全关闭加热设备的可能性显著降低。
当在压力导管区域中设置关闭装置以中断将燃料馈送至喷雾喷嘴时，用于稳定加热过程的所述至少一个附加容积与压力导管区域的在燃料泵的排量元件、关闭装置以及压力调节器之间的部分关联。
替换地，可以提供两个附加容积，其中一个与压力导管区域的在燃料泵的排量元件、关闭装置以及压力调节器之间的部分关联，另一与压力导管区域的在关闭装置与喷雾喷嘴之间的部分关联。在那种情况下，可以通过设有可控排空阀的排空导管防止不期望的后滴漏，并且在加热模式终止之后仍然会在关闭装置与喷雾喷嘴之间发现的燃料能够通过所述排空导管返回至供应容器。
通过在任何情况下都存在的导管部分在长度方面增加，和/或通过它们在横截面尺寸方面增加，所述附加容积或多个附加容积可以与压力导管区域的相应部分关联。
一个替代方案包括：将短的且具有小横截面的压力侧导管部分经由支管连接至用于压力下燃料的储存或供应腔室。
根据本发明，还可以提供附加容积或者多个附加容积的这些不同构造的组合。
需要用来实现以下效果的根据本发明提供的附加容积或者多个附加容积的尺寸在特定的单独情形下取决于一系列因素，例如在常规操作下每单位时间通过燃料泵输送的燃料容积、在燃料泵的抽吸侧的导管容积与在压力侧的导管容积的比率，等等，但是所述尺寸能够容易地由本领域的普通技术人员通过适当的实验而确定，上面所述的效果是：尺寸的减小，以及当抽吸进气泡时在燃料泵的压力侧发生的压降的时间方面的减少。
附图说明
后面借助例子并参考附图通过实施例来描述本发明，其中：
图1显示了根据本发明的加热设备的示意性视图，其中通过扩大和/或增大导管区域的长度而提供附加容积，所述导管区域在任何情况下都存在；以及
图2显示了根据本发明的加热设备的示意性视图，其中所述附加容积是附加的储存腔室的形式，所述附加的储存腔室通过支管连接至在任何情况下都存在的所述导管区域。
具体实施方式
在所述附图中，相同的零件和部件由相同的附图标记表示。
两幅图都显示了燃料泵1，它的排量元件2由马达3驱动，并且无可否认地优选涉及齿轮泵，但是替换地也可以是任何其它类型的泵。所述马达3可以是图示方式的独立单元，或者也可以被结合到燃料泵1中。
燃料泵1借助抽吸导管4从燃料罐6中抽吸燃料，如箭头S所表示的。
在燃料泵1的排量元件2的压力侧，首先具有位于泵内部的导管7，它通向关闭装置，所述关闭装置的形式是关闭阀8并且与另一个导管9毗连，所述另一个导管9将燃料馈送至喷雾喷嘴10，通过所述喷雾喷嘴10燃料被注射到燃烧室(没有进一步显示)中，以便在那里被燃烧成火焰11。
所述关闭阀8是可以借助电磁阀12致动的，并且用于在没有运行加热操作模式时关闭。
在导管7和9中获得的并且在申请人的上述泵中通常在9-10巴之间的压力由可调节压力调节器14限定，所述压力调节器14借助返回导管16将由燃料泵1过量输送的燃料返回到燃料罐6中，由箭头R所指示。代替双线系统，所述返回导管16没有与燃料罐6连通，而是通到抽吸管4中，如虚线17所指示的(单线系统)。在这种情况下，省略了通向燃料罐6的返回导管16的支管。
最小容积通过以下事实表示：导管7和9以细线显示。所述最小容积对于将燃料从燃料泵1的排量元件2进一步传送至喷雾喷嘴10是绝对需要的，并且在现有技术中也是存在的。
另外在图1和图2中，关闭阀8、用于致动关闭阀8的电磁阀12以及压力调节器被显示为结合到燃料泵1中的各单元，也就是说，所述各单元被装配到泵的主体上，而通常安装在喷嘴座(未示出)上的喷雾泵10距离所述燃料泵呈稍微较大的间距。
然而，该布置不是必须执行的。因此，单元8、12或14的单独各个、它们的所有或者它们的任意组合可以与泵主体分离地定位。在这种情况下，导管7的至少一部分位于泵的外部。另一方面，喷嘴座可以直接装配到泵2上，从而导管9也是位于泵的内部的导管。根据本发明，也可以提供刚才提到的可能布置的任何其它变型和组合。
在根据本发明的那些情况的每一个中，超过以流动关系连接所有那些部件所需要的最小容积，提供了至少一个附加容积20、22，所述附加容积20、22与压力导管区域的零件关联，所述压力导管区域的零件设置在燃料泵1的排量元件2、压力调节器14以及关闭阀8之间，和/或设置在关闭阀8与喷雾喷嘴10之间。
在图1所示的实施例中，所述关联是这样的，即：在任何情况下都存在的导管7和9的横截面尺寸直接增加或者通过提供平行导管而增加，如以虚线所示的矩形所表示的，所述矩形包围那些导管部7和9。那些附加容积20、22的每一个可以自己单独地设置或者与相应的另一个联合地设置。
比较而言，图2显示了附加容积24、26，所述附加容积24、26分别借助支管27、29与导管7和9连接，因此没有直接设置在流动路径中，所述流动路径从燃料泵1的排量元件2通向关闭阀8或者从那里通向喷雾喷嘴10。
取决于各个情形的相应的特定方面，那些附加容积24、26也可以布置在泵的内部和/或泵的外部，并且可以以任何方式与附加容积20、22结合。
所述附加容积或多个容积20、22、24、26的总尺寸可以优选地大于100立方毫米，特别优选地大于200立方毫米，非常特别优选地大于400立方毫米，或者可以在最小所需容积的10％-60％之间，特别优选地在20％-50％之间，非常特别优选地在30％-40％之间，所述最小所需容积在任何情况下对于连接设置在燃料泵1的排量元件2的压力侧上的部件是必须的。

Claims (11)

1.一种利用液体燃料操作的加热设备，包括燃料泵(1)，所述燃料泵(1)包括排量元件(2)，并且用于将液体燃料抽出燃料罐(6)以及将它馈送至压力导管区域(7，9)，在所述压力导管区域(7，9)中普遍存在由压力调节器(14)限定的升高的压力，并且所述压力导管区域(7，9)进一步将燃料传送至喷雾喷嘴(10)，燃料从所述喷雾喷嘴(10)传送至燃烧室中，以形成燃烧器火焰(11)，
其特征在于，所述压力导管区域(7，9)包括至少一个附加容积(20，22；24，26)，所述附加容积的尺寸被如此选择，使得在抽吸气泡时发生在压力导管区域(7，9)中的压降不会引起通过燃料泵(1)的燃料输送的较长持续时间的中断。
2.如权利要求1所述的加热设备，其中，在所述燃料泵(1)的排量元件(2)与所述喷雾喷嘴(10)之间设置一关闭阀(8)，用于中断燃料被馈送至喷雾喷嘴(10)，其特征在于，所述附加容积(20；24)被设置在所述燃料泵(1)的排量元件(2)与所述关闭阀(8)之间。
3.如权利要求1或2所述的加热设备，其中，在所述燃料泵(1)的排量元件(2)与所述喷雾喷嘴(10)之间设置一关闭阀(8)，用于中断燃料被馈送至喷雾喷嘴(10)，其特征在于，所述附加容积(22；26)被设置在所述关闭阀(8)与所述喷雾喷嘴(10)之间。
4.如前面权利要求的其中一项所述的加热设备，其特征在于，所述附加容积(20,22；24,26)的至少一部分被设置在所述燃料泵(1)的内部。
5.如前面权利要求的其中一项所述的加热设备，其特征在于，所述附加容积(24,26)的至少一部分是腔室的形式，所述腔室借助支管(27,29)与所述压力导管区域(7,9)连通，并且所述腔室不是直接布置在从所述燃料泵(1)的排量元件(2)引导至所述喷雾喷嘴(10)的流动路径中。
6.如前面权利要求的其中一项所述的加热设备，其特征在于，所述附加容积(20,22)的至少一部分是导管扩大部的形式，其在任何情况下存在于从所述燃料泵(1)的排量元件(2)引导到所述喷雾喷嘴(10)的流动路径中。
7.一种用于如前面权利要求的其中一项所述的加热设备的燃料泵(1)，其特征在于，所述附加容积(20,22；24,26)的至少一部分被布置在所述燃料泵(1)的内部中。
8.如权利要求7所述的燃料泵(1)，其特征在于，它是齿轮燃料泵(1)。
9.如权利要求7或8所述的燃料泵(1)，具有燃料泵盖(1)，所述燃料泵盖(1)具有用于保持所述喷雾喷嘴(10)的喷嘴座，其特征在于，所述附加容积(20,22；24,26)的至少一部分被设置在所述燃料泵盖部(1)中。
10.如权利要求7-9的其中一项所述的燃料泵(1)，其特征在于，所述附加容积(20,22；24,26)的至少一部分被设置在于所述泵壳体的内部中。
11.如权利要求9或10所述的燃料泵(1)，其特征在于，所述附加容积(22；26)的至少一部分被设置在所述喷嘴座中。
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