CN106104157B - 用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器(100)，包括：混合物制备区域(2)，用于使燃料与燃烧空气混合而形成燃料‑空气混合物，燃料供应源(1)，用于向混合物制备区域(2)供应液体燃料，燃烧空气供应源(B)，用于向混合物制备区域(2)供应燃烧空气，反应区域(3)，其布置在混合物制备区域(2)的下游，并且用于使燃料‑空气混合物发生反应，同时释放热量，和蒸发器本体(9)，用于蒸发液体燃料，所述蒸发器本体在混合物制备区域(2)中、距侧壁一距离处、在轴向方向上延伸，并且具有被设计为燃料蒸发表面的外周表面，所述外周表面被设置为使被供应的燃烧空气围绕着所述外周表面流动。

Description

用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器

本发明涉及用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器，并且涉及具有这种类型的蒸发式燃烧器的移动式加热装置。

在以液体燃料操作的移动式加热装置中，通常使用蒸发式燃烧器，液体燃料在蒸发式燃烧器中蒸发，蒸发后的燃料与被供应的燃烧空气混合而形成燃料-空气混合物，并且随后发生反应释放热量。

本文中，“移动式加热装置”应理解为是指被设计并且相应地适于在移动式应用中使用的加热装置。特别地这意味着所述加热装置是可运输的 (可能是固定安装在车辆中或仅仅被放置于其中进行运输)并且不排外地被设计为用于永久静态使用，比如在建筑的加热系统实例中。这里，移动式加热装置也可被固定安装在车辆(陆地车辆，轮船等)中，尤其是在陆地车辆中。所述移动式加热装置可特别地被设计用于车辆内舱、例如陆地车辆内舱，船只或飞机的加热，以及用于部分敞开的空间的加热，这样的空间比如可以在轮船上、特别是快艇上见到。移动式加热装置也可以以静态方式临时性使用，例如在大帐篷、容器(例如建筑容器)等中。特别地，移动式加热装置可被设计为独立于发动机的加热器或辅助加热器，用于陆地车辆，例如用于大篷车，旅宿车，公共汽车，乘用车辆等。

根据许多国家的环境方面以及相应法规规定，最小化移动式加热装置的废气排放越来越重要。特别是在用于移动式加热装置的蒸发式燃烧器的情况下，试图在各种各样的外部边界环境下以及利用不同的加热功率水平、在每种情况下以可能的最高效方式以及以低废气排放实现操作是很困难的。

本发明的目的是提供一种用于以液体燃料操作的移动式加热装置的改进的蒸发式燃烧器，并且提供具有所述类型的蒸发式燃烧器的改进的移动式加热装置，特别是在各种各样的外部边界环境下，这允许以非常低的排放操作。

此目的通过根据权利要求1的、用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器得以实现。有利的改进在从属权利要求中详细列出。

一种用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器具有：混合物制备区域，用于使燃料与燃烧空气混合而形成燃料-空气混合物，用于向混合物制备区域供应液体燃料的燃料供应源，用于向混合物制备区域供应燃烧空气的燃烧空气供应源，反应区域，其相对于液流来说布置在混合物制备区域的下游，并且用于燃料-空气混合物的反应，同时释放热量，和用于液体燃料的蒸发的蒸发器本体，所述蒸发器本体在混合物制备区域中在轴向方向上延伸以从侧壁间隔开，并且具有外周表面，所述外周表面是燃料蒸发表面的形式并且被设置为使被供应的燃烧空气围绕着所述外周表面流动。

这里，混合物制备区域应理解为是指蒸发式燃烧器的下述区域，在此区域中在蒸发式燃烧器的正常加热操作过程中，蒸发的燃料与燃烧空气发生混合，但燃料-空气混合物不发生同时释放热量的反应，特别是不会形成火焰。燃料-空气混合物的具有优势的制备可发生在混合物制备区域中，发生在所述燃料-空气混合物在反应区域内反应之前。在这里，反应区域应理解为是指蒸发式燃烧器的下述区域，在此区域中，在蒸发式燃烧器的操作过程中，燃料-空气混合物发生反应，伴随着释放热量，这尤其可以在包含火焰的燃烧过程中实现。然而，例如，无火焰催化过程中的反应也是可能的。因为蒸发器本体被设计为在混合物制备区域中在轴向方向上延伸以从侧壁间隔开并且具有燃料蒸发表面形式的外周表面，被供应的燃烧空气围绕着该外周表面流动，实现了液体燃料的特别可靠的蒸发以及蒸发的燃料与被供应的燃烧空气混合而形成燃料-空气混合物。特别地，由于蒸发器本体的特殊设计，对于相对宽范围的不同的加热功率水平，也就是说对于不同的燃料和燃烧空气供应速率，实现了此有利的混合从而形成均匀的燃料- 空气混合物。由于在蒸发式燃烧器的正常操作过程中均匀的燃料-空气混合物的形成已经在混合物制备区域中发生，而没有火焰形成，所以在相对于液流来说布置在下游的反应区域中实现了特别低污染排放的燃烧。

在一个改进中，所述蒸发器本体在轴向方向上从混合物制备区域的后壁开始延伸。在本实例中，有利地，液体燃料可以在混合物制备区域的后壁处直接从燃料供应源输送至蒸发器本体。

在一个改进中，蒸发器本体是塔状形式。特别地，蒸发器本体可以以塔状形式从后壁突伸到混合物制备区域内。这里，优选地，蒸发器本体可以至少延伸混合物制备区域的轴向长度的大部分。塔状形式的蒸发器本体允许燃烧空气围绕着蒸发器本体在蒸发器本体的整个轴向长度上良好地流动。

在一个改进中，蒸发器本体具有大致圆柱形或空心圆柱形的形式。这种情况下可以获得特别便宜的实施方式。与精确的数学意义上的圆柱形或空心圆柱形形式相比，例如蒸发器本体也可以在反应区域的方向上在其整个延伸范围上变窄或变宽。

在一个改进中，蒸发器本体具有轴向方向上的长度L和垂直于轴向方向的宽度W，满足下述：L/W>1.5，优选地L/W>2。在圆柱形形式的蒸发器中，宽度相当于直径。在不同形状的蒸发器中，所述宽度相当于在垂直于轴向方向的径向方向上的最大延伸范围。换句话说，在本实例中蒸发器本体在轴向方向上的长度比其在垂直于轴向方向的方向上的宽度大得多。以这种方式，可以实现燃烧空气围绕着蒸发器本体在很大的轴向延伸范围上的可靠流动，从而提供特别均匀的燃料-空气混合物。本文中，提及轴向方向应理解为相对于蒸发式燃烧器的纵向轴线。

在一个改进中，电加热和/或发光元件布置在蒸发器本体中。在作为加热元件的实施例中，可以以协助蒸发过程、例如在燃烧操作的启动阶段协助蒸发过程为目的对蒸发器本体进行有源电加热。在作为发光元件的实施例中，可以借助于该发光元件实现燃料-空气混合物的点火用于启动燃烧过程。在组合式加热和发光元件中，可以提供这两个功能。特别地在作为发光元件或组合式加热和发光元件的实施例中，如果所述元件延伸到反应区域内以在其中实现燃料-空气混合物的点火将是有利的。例如，电加热和/ 或发光元件可直接布置在蒸发器本体的材料中，或者例如可以布置在外周表面上布置着蒸发器本体的轴向本体中。

在一个改进中，轴向本体沿着纵向轴线在混合物制备区域中延伸，并且所述蒸发器本体布置在轴向本体的外周表面上。在这种情况下，可以实现蒸发器本体的特别稳定的定位，并且用于协助蒸发过程的热能可经由轴向本体而被供应到蒸发器本体。

在一个改进中，蒸发器本体被材料对材料地结合到轴向本体的外周表面。在这种情况下，可以实现从轴向本体至蒸发器本体的特别好的热传递。在本实例中，紧密连接可特别地通过烧结或焊接、优选通过烧结形成。作为紧密连接的可选实施例，例如固定螺钉连接也是可能的。

在一个改进中，轴向本体是导热元件的形式，用于通过热传导将来自反应区域的热量供应至蒸发器本体。这里，轴向本体可优选地延伸到反应区域内或至少尽可能靠近反应区域，以将来自反应区域的热量可靠地供应到蒸发过程。在本实例中，轴向本体由高导热率材料形成并且特别地可由金属材料形成。

在一个改进中，导热元件布置在所述蒸发器本体中，用于通过热传导将来自反应区域的热量供应至蒸发器本体。这里，导热元件可通过外周表面上布置着蒸发器本体的轴向本体形成，或者例如，对应的附加导热元件可以布置在蒸发器本体自身中或所述类型的轴向本体中。

在一个改进中，热管布置在所述蒸发器本体中，用于将来自反应区域的热量供应至蒸发器本体。利用所述类型的热管可以经由蒸发和再凝缩介质实现特别好的热传输，使得蒸发过程可以利用来自反应区域的热量以高度定向的方式得到辅助。

在一个改进中，盖设置在所述蒸发器本体的面朝反应区域的端部处。在本实例中，燃料在蒸发器本体的面对侧端部不受控制的逃逸可得到可靠防止，在进口处进入反应区域的流动可以定向方式设定。

在一个改进中，支持空气供应源被提供用于供应过渡段中的燃烧空气的一部分，混合物制备区域经由所述过渡段过渡到反应区域。在本实例中，实现了在进口处进入反应区域的额外增大的流速和特别稳定的混合物制备。

在一个改进中，所述混合物制备区域经由过渡段过渡到反应区域，所述过渡段配备有用于改进流出流特性的横截面变化。在这种情况下，特别稳定的流动环境能够得以保持，即使在恶劣的外部环境中。

本目的还通过根据权利要求15所述的、具有所述类型的蒸发式燃烧器的以液体燃料操作的移动式加热装置得以实现。

这里，优选地，移动式加热装置可以是用于独立于发动机的加热器或辅助加热器的车辆加热装置的形式。

其它的优势和改进将从下面参考附图对示例性实施例的描述中得到。

图1是根据一实施例的蒸发式燃烧器的示意图。

图2是在该实施例中具有上面设置着蒸发器本体的轴向本体的放大示意图。

图3是具有上面设置着的根据第一修改的蒸发器本体的轴向本体的示意图。

图4是根据第二修改的蒸发器本体的示意图。

图5是带有电加热元件的第三修改的示意图。

图6是带有电发光元件的第四修改的示意图。

图7是带有电加热和发光元件的第五修改的示意图。

图8是带有电加热元件的第六修改的示意图。

图9是带有导热元件形式的轴向本体的第七修改的示意图。

图10是带有导热元件形式的轴向本体的第八修改的示意图。

图11是带有空心轴向本体的第九修改的示意图。

图12是第十修改的示意图。

图13是第十一修改的示意图。

图14是根据第二实施例的蒸发式燃烧器的示意图。

图15a)至d)是用于改进蒸发式燃烧器的操作的不同结构的支持空气(supporting-air)供应源的示意图。

图16a)至e)是过渡段的不同改进的示意图。

图17a)至i)是第二实施例的改进的示意图。

第一实施例

下面参考图1和图2描述蒸发式燃烧器的第一实施例。

根据第一实施例的蒸发式燃烧器100被设计用于以液体燃料操作的移动式加热装置。这里，蒸发式燃烧器100被特别设计用于车辆加热单元，特别是用于机动车辆的独立于发动机的加热器或辅助加热器。

蒸发式燃烧器100沿着纵向轴线Z延伸。蒸发式燃烧器100具有混合物制备区域2，混合物制备区域2具有主腔21，连接主腔21的变窄区域 22，和连接变窄区域22的过渡段23。在变窄区域22，混合物制备区域2 的截面在大致平行于纵向轴线Z延伸的主流动方向H上变窄。在示意性示出的示例性实施例中，锥形形式的变窄区域22通过例子示意出，但其它结构也是可能的。过渡段23形成到反应区域3的过渡，反应区域3与混合物制备区域2相连并且在本实施例中是燃烧室的形式。反应区域3在本实例中相对于液流来说连接在混合物制备区域2下游，这从下面的描述中可以知道。在本实施例中，过渡段23具有横截面大致恒定的大致圆柱形形状。然而，过渡段23也可具有某一其它形状。

突然的横截面变宽形成在从混合物制备区域2的过渡段23至反应区域3的过渡处。因此，对于流入蒸发式燃烧器100的气体来说可用的流动横截面在从混合物制备区 域2至反应区域3的过渡处突然变宽。

在蒸发式燃烧器100的操作期间，燃料-空气混合物在燃烧过程中的反应包括在反应区域3中产生火焰，释放热。在所述反应过程中产生的燃烧排气A通过燃烧管4流入换热器5内，燃烧管4与反应区域3相连，在换热器5中被释放的热量中的至少一部分被传递到待加热介质M。即便在特殊的示例性实施例中提供了这种类型的附加燃烧管4，这种类型的燃烧管也不是必须的。例如在反应区域3足够长的设计的情况下，如在这里示出的燃烧管4的变窄区域可以免除。在示意性示出的实施例中，换热器5具有罐状形式，并且热的燃烧排气A在燃烧管4的、位于换热器5的基部上的端部处被转向。转向之后，燃烧排气A在形成于燃烧管4的外面与换热器5的内壳体之间的流动腔中流动至排气出口6。

待加热介质M在形成于换热器5的内壳体和换热器5的外壳体之间的流动腔中流动，如在图1中通过箭头所示的。这里，在本实施例中，待加热介质M在换热器5中与燃烧排气A的流动方向相反地流动，以实现最佳可能的热传递。在本实例中，待加热介质M可特别地通过例如待加热空气或待加热液体、特别是车辆的冷却液体回路中的冷却液体形成。换热器5的内壳体由具有高导热率的材料制成以确保从热的燃烧排气A至待加热介质M的良好热传递。

下面，将更加详细地描述在第一示例性实施例中混合物制备区域2的设计。

蒸发式燃烧器100具有用于供应液体燃料的燃料供应源1。在本实例中液体燃料可特别地通过还用于车辆内燃机操作的燃料形成，特别地通过汽油、柴油、乙醇等形成。在图1中，燃料供应源1仅通过燃料供应源线和箭头示意。然而，以一种已知的方式，燃料供应源1可还具有可以特别地通过例如燃料计量泵形成的燃料输送装置。燃料供应源1被设计用于以已知的方式输送和计量燃料。

燃料供应源1敞开到混合物制备区域2内。在图示实施例中，在本实例中燃料供应源1在混合物制备区域2的后壁处敞开，该后壁在后侧封闭混合物制备区域2。混合物制备区域2通过限定主腔21的轮廓的侧壁、限定变窄区域22的轮廓的侧壁以及限定过渡段23的轮廓的侧壁在侧向上限定边界。

还提供了燃烧空气源B，其在图1中仅通过箭头示意。燃烧空气源B 具有燃烧空气风机(未示出)，用于将燃烧空气输送至混合物制备区域2。混合物制备区域2具有多个燃烧空气进口24，燃烧空气可通过燃烧空气进口24进入混合物制备区域2。在示例性实施例中，燃烧空气被以强烈的旋涡引入混合物制备区域2内，也就是说具有大切向流动分量。这里，燃烧空气的旋涡可例如通过相应定向的引导叶片等产生。即使图1示意性示出了燃烧空气进口24被径向地布置在混合物制备区域2的后壁上的外侧的结构，但其它结构也是可能的。例如，燃烧空气进口也可侧向地布置在混合物制备区域2的侧壁上。

在本实施例中，在混合物制备区域2中布置了轴向本体7，其从混合物制备区域2的后壁开始沿着纵向轴线Z延伸并且与混合物制备区域2的侧壁间隔开。在第一实施例中，轴向本体7具有杆状形式并且由无孔材料形成。轴向本体7具有大致圆柱形形式，并且在第一实施例中延伸穿过主腔21，变窄区域22和过渡段23。轴向本体7，关于其径向定向，被大致居中地布置在混合物制备区域2中。轴向本体7具有外周表面，上面布置着由多孔性、吸附性材料构成的蒸发器本体9。在本实例中，蒸发器本体 9可特别地具有金属非织物(metalnonwoven)、金属面料(metal fabric)、金属或陶瓷烧结体等。优选地对于蒸发器本体9来可以围绕着轴向本体7 在其整个外周上延伸。

即使图1和图2示意性示出了其中蒸发器本体9大致在轴向本体7的整个轴向长度上延伸的实施例，但还可能的是例如对于蒸发器本体9来说仅在轴向本体7的一子区域上延伸。由于所描述的结构，蒸发器本体9以塔的方式在混合物制备区域2内延伸。蒸发器本体9沿着纵向轴线Z从混合物制备区域2的后壁开始延伸，并且与混合物制备区域2的侧壁间隔开。在本实施例中，在本实例中蒸发器本体9具有大致空心圆柱形形状并且牢固支靠在轴向本体7上。在特别优选的结构中，蒸发器本体9被密切地 (cohesively)连接到轴向本体7的材料。这例如可以通过烧结或焊接实现。通过烧结实现此密切连接是优选的，因为在本实例中毛细孔结构的孔可实质上得到保持。在密切结合(cohesive bond)的情况下，可以实现从轴向本体7到蒸发器本体9的特别良好的热传递。通过密切连接，蒸发器本体9的尺寸稳定性可以在整个寿命期间得到可靠保证，并且，通过良好的热传递以及热量被引入到液体内，蒸发速率可增大。

在混合物制备区域2的后壁处，被供应的液体燃料从燃料供应源1输送到蒸发器本体9，在蒸发器本体9中发生液体燃料的分配。这里，燃料供应源1与蒸发器本体9相对直接敞开。由于蒸发器本体9的多孔性、吸附性结构，液体燃料被在蒸发器本体9的周向方向以及在蒸发器本体9的轴向方向两者上分配。被供应的液体燃料从蒸发器本体9蒸发并且在混合物制备区域2中与沿着蒸发器本体9的表面流动的被供应燃烧空气混合。由于燃烧空气被以强烈旋涡的形式供应，所以蒸发的燃料与燃烧空气良好地混合以形成燃料-空气混合物。这里，燃烧空气以切向流动分量围绕着蒸发器本体9流动。蒸发器本体9在轴向方向上的长度L大大超过了蒸发器本体9在垂直于轴向方向的径向方向上的宽度W。这里，宽度W应理解为是指在垂直于轴向方向的径向方向上的最大范围，在具有圆形横截面的圆柱体本体的特殊情况下其对应于圆柱体本体的直径。特别地，长度L与宽度W的比符合下述：L/W>1.5。优选L/W>2。

在混合物制备区域2的变窄区域22，由于横截面的减小，燃料-空气混合物的轴向流速增加。在从混合物制备区域2到反应区域3的过渡处，由于横截面突然变宽所以燃料-空气混合物的旋涡液流变宽，由此轴向流速减小，并且在反应区域3靠近纵向轴线Z的中心区域中，轴向回流区域或回流区域形成，在此区域中气体逆着主流动方向H流动，使得，在蒸发式燃烧器100的操作过程中，火焰被停固(anchor)在反应区域3中。在本实施例中，混合物制备区域2和反应区域3不管是在空间角度上还是在功能角度上都单独地形成。

变窄区域22的尺寸，过渡区域23的尺寸和至反应区域3的过渡部的尺寸被调节至燃料-空气混合物的旋涡液流，从而在正常的加热操作过程中可靠地防止了火焰从反应区域3逆火到混合物制备区域2内。特别地，燃烧空气被供应到混合物制备区域2内时的旋涡强烈到足以使所述条件得到满足。在这里，保证了过渡段23中的流速足够高从而在这里不能形成稳定的火焰。

轴向本体7呈现高导热率并且是导热元件的形式，使得在蒸发式燃烧器100的操作过程中，热量被经由轴向本体7通过热传导从在反应区域3 中发生的燃烧过程向回传导至混合物制备区域2，以实现液体燃料在蒸发器本体9上的有利蒸发过程。

修改和改进

下面参考图3至图13描述蒸发器本体和轴向本体的不同修改。

因为这些修改中蒸发式燃烧器100的其它部件与在上面参考图1和图 2描述的第一实施例并无不同，所以所述部件不再进行描述以避免重复。此外，在上面关于该实施例描述的所有修改和改进，比如特别是蒸发器本体9和轴向本体7的紧密连接、所描述的蒸发器本体9的长度与宽度的比等，在下面描述的修改中也是可以的。此外，在对修改的描述中，相同的参考标记用于对应的部件。

由蒸发器本体9和轴向本体7构成的结构在图3中示意出的修改与上述实施例的不同在于，蒸发器本体9还沿着轴向本体7的、在面朝反应区域3的那一侧上的自由端延伸。在本实例中，轴向本体7的、相对于纵向轴线Z来说横向延伸的面对侧对于液体燃料的蒸发来说也是可用的。

在图4中示意性示出的修改中，蒸发器本体9不是沿着轴向本体的外周延伸；蒸发器本体9自身是稳定的、大致圆柱形实心本体的形式，不需要附加支撑结构。

在图5中示意性示出的结构基于在图3中描述的结构，电加热元件8 布置在轴向本体7内部。同样，在图8中示意性示出的结构基于在图2中描述的结构，电加热元件8布置在轴向本体7内部。在这些实例中，电加热元件8在每种情况下都是电阻加热元件的形式并且，在这里，可以特别地通过所谓的加热筒形成。在本实例中，电加热元件8通过相应连接(未示出)而连接到电源，通过该电源可以加热电加热元件8。而且在这些修改的实例中，轴向本体在每种情况下都是高导热率的导热元件的形式，以通过热传导从反应区域3向蒸发器本体9供应热量。虽然提供了电加热元件8，但其它的热量被以定向形式供应到蒸发器本体9也是可能的，用于协助蒸发过程，例如在加热操作开始时、当没有足够的热量可以从反应区域3得到时，或用于以高加热功率水平实现高蒸发速率。

在图6中示出的修改不同于在图5中示出的结构在于不使用电加热元件8，而是在轴向本体7中布置电发光元件8'。这里，布置电发光元件8' 以在轴向本体7的、面朝反应区域3的面对侧上突伸超出轴向本体7。这样，可以免除(dispense with)用于启动反应区域3中的燃料-空气混合物反应过程的单独点火元件，并且该反应过程可以通过加热电发光元件8’的末端而开始。这里，电发光元件8'特别地也可以通过组合式电加热和发光元件形成，这首先可以通过温和的加热而促进燃料的蒸发，然后可以通过强烈地加热而启动反应过程。在图7示意性示出的改进中，在本实例中组合式加热和发光元件8”可以特别地是分段的形式，面朝反应区域3的子区域8a是发光元件的形式用于在反应区域3中启动反应过程，设置于混合物制备区域2中的第二子区域8b被设计为协助蒸发过程的加热元件。在这里，第一子区域8a可特别地设计为使其可被加热到高于第二子区域8b的温度。在这里优选地，组合式加热和发光元件8”的第一子区域8a和第二子区域8b可以设计为单独可致动的。

在图9和图10中示出的实施例的修改中，轴向本体7在每种情况下也被形成为用于通过热传导使来自反应区域3的热量再流通的导热元件。在图示的修改中，轴向本体7的、面朝反应区域3的暴露面侧在每种情况下都是凸顶形状的形式，以允许热量更好地耦合到轴向本体7内。特别地，在本实例中，优选地轴向本体7可以在蒸发式燃烧器中布置为使轴向本体 7的面对侧突伸到反应区域3内。

图11示出了这样的修改，轴向本体7不是形成为大块实心本体，而是大致管状的空心本体，具有在反应区域3的方向上敞开的内腔7a。在示意性示出的修改中，在本实例中轴向本体7是大致空心圆柱形的形式并且用作被布置在轴向本体7的外周表面上的蒸发器本体9的支撑体。图12示出了构造在图11的修改上的另一修改，其中侧向孔7b设置在轴向本体7 的壁上，这些孔对应于蒸发器本体9上的侧向孔9b。在本实例中，来自反应区域3中的中心再循环区域的燃烧排气可以通过内腔7a以及孔7b和9b 返回到混合物制备区域2。图13中示意性示出的修改不同于图12中示出的修改实质上仅仅在于，轴向本体7没有设置在其整个长度上延伸的内腔 7a，而是内腔7a从轴向本体的面朝反应区域3的面对侧开始、只延伸轴向本体7轴向长度的一部分。在特别示出的结构中，在本实例中内腔7a只延伸到孔7b和9b。

即使设置电加热元件、电发光元件或组合式加热和发光元件只参考一些修改进行了描述，但相应元件也可设置在其它修改中。

作为另一改进，特别地还可以在轴向本体7中布置热管用于增强热量从反应区域3经由轴向本体7到混合物制备区域2的输送。在使用所述类型的热管的情况下，热量的运输通过蒸发以及在热管中再冷凝的介质实现。

第二实施例

图14示意性示出了蒸发式燃烧器100的第二实施例。根据第二实施例的蒸发式燃烧器不同于上述第一实施例仅在于，轴向本体7在其面朝反应区域3的自由端设置有附加盖71，并且在于在过渡段23的区域中设置附加支持空气供应源12。因为其它部件与上述第一实施例并无不同，所以相同的参考标记与第一实施例相同地用于第二实施例，为避免重复并不是整个蒸发式燃烧器100结构都再次描述。

即使附加盖71和附加支持空气供应源12两者都在下面描述的第二实施例中实现了，但是，例如还可能的是，在另一修改中，仅仅以附加方式提供盖71或支持空气供应源12。

盖71布置在轴向本体7的自由端上，使得液体燃料以及过剩的燃料蒸气不能在轴向本体7的面对侧处在轴向方向上出现，而是被迫在径向方向上从蒸发器本体9出现。如图14中示意性示出的，在轴向本体7的自由面对侧上设置了从轴向本体7剩余部分(rest)的外周开始在径向方向上突伸并且遮盖蒸发器本体9的自由面对侧的盖71。盖71由至少一种实质上不可渗透的材料形成，从而液体燃料和燃料蒸气不能经过盖71。盖71可优选地由金属形成，特别地由耐高温高级钢形成。盖71可以是例如单独的遮盖盘的形式，其被不可拆卸地或可拆卸地紧固到轴向本体7的面对侧端部。在另一结构中，例如盖71还可以与轴向本体7由同一材料制成一个零件。

盖71用于在更大程度上防止燃料或燃料蒸气在轴向本体7的自由端处从蒸发器本体9出现。这样，实现了被供应的燃料至少基本上全部用于在混合物制备区域2中形成燃料-空气混合物。这样，在混合物制备区域2 中的混合物制备得到进一步改进。此外，火焰停固在反应区域3中的不利影响得到防止。

图17a)至i)示意性示出了盖71的多种其它修改。在每种情况下盖 71的所述其它修改可被提供在实质上大块轴向本体7的实例中，以及在比如图11至13中示意的、带有内腔的轴向本体7的实例两种实例中。

在图17a)至i)中示出的盖71的其它修改中，盖71在径向方向上突伸，在每种情况下突伸超过蒸发器本体9的外周，并且为沿着轴向本体7 的外周和蒸发器本体9的外周经过的液流提供至少基本上尖锐的分离边缘。如图17a)中示意性示出的，盖71的在径向方向上突伸的区域相对于垂直于纵向轴线Z延伸的平面以角度α延伸。这里，取决于期望的液流引导，角度α可具有0°和90°之间的数值。

在图17a)中示意性示出的修改中，盖71的在径向方向上突伸的区域例如以35°和45°之间的范围中的角度α延伸，使得沿着蒸发器本体9外周流动的气体在该处被以相对强烈的方式径向向外转向。此外，在本修改实例中，该突伸区域是在径向方向上渐缩的唇缘的形式，该唇缘在径向方向上以及在轴向方向上突伸。在本实例中，该突伸区域相对于盖71的剩余部分在主流动方向H的方向上被稍稍倾斜。

在图17b)中示意性示出的修改中，盖71的在径向方向上突伸的区域以大得多的角度α延伸，该角度在160°和170°之间，使得沿着蒸发器本体 9外周流动的气体承受非常不显著的径向偏转。

在图17c)中示意性示出的修改中，盖的在径向方向上突伸的区域例如以大约40°和50°之间的角度延伸。此外，在本修改的实例中，盖71的突伸区域还在远离或避开(averted)蒸发器本体9的那一侧上被倾斜或成斜切，以便以定向的方式影响液流分离。

在图17d)和17e)中示意性示出的修改中，在每种情况下盖71具有总体上更加类似楔状的横截面，使得盖71的突伸区域与图17a)和图17b) 的修改比较、相对于盖71的剩余部分不是成角度倾斜的形式。从按照图 17a)和b)的修改与按照图17d)，17e)和17i)的修改的比较中很显然，盖71的径向突伸区域的楔角可以这种方式以定向方式设置。

在图17f)中示意性示出的修改中，盖71在轴向本体7的端部上是大致环形盘的形式，使得盖的突伸区域以近似0°的角度α侧向突伸。

在图17g)中示意性示出的修改中，轴向本体7被提供有内腔，所述内腔被形成为在反应区域3的方向上敞开。在本实例中，例如来自反应区域3的气体可以流到轴向本体7内部。所述附加特征例如也可以提供在其它修改中。

图17h)通过例子示出了轴向本体7的外周的表面构造。此表面构造可优选同样提供在按照图17a)至g)和i)的其它示意图中。在图17h) 的修改实例中，盖71在径向内侧的区域中还以面对侧而直接靠在蒸发器本体9上，并且以大约0°的角度α延伸。相比之下，盖71更靠近外面的区域以相对大角度α延伸，从而形成径向突伸的锥形唇缘。此外，在本实例中，在蒸发器本体9的位于径向外面的区域中，盖71不直接承靠在蒸发器本体9上。图17h)的修改的这些补充特征此外也可以实现在其它修改中。

在图17i)中示意性示出的修改中，盖71是插件的形式，插件以其中心突出的柱被插入轴向本体7的面对侧凹槽内。这些附加特征在每种情况下也可以实现在其它修改中。

带有在这里描述的分离边缘的盖71结构具有在进口处流到反应区域3 内的液流被更加有效地稳定的额外优势。其它方面，可以防止悸动 (pulsation)的产生。此外，火焰逆火到混合物制备区域2内能够更加可靠地得到防止。总而言之，通过将盖71修改为带有在这里描述的、用于燃料-空气混合物的流动的分离边缘，还可以额外地进一步稳定反应区域3 中回流区域的形成。

通过与上面描述的第一实施例比较，在第二实施例中，供应的燃烧空气被分割(split up)，使得一部分被供应的燃烧空气不是经由燃烧空气进口24供应到混合物制备区域2的主腔21，而是首先供应到相对于主流动方向H的更下游。这里，供应的燃烧空气的分割可以通过对燃烧空气流路的配置在结构上以简单的方式实现。如图14中示意性示出的，在第二实施例中提供了支持空气供应源12，借助于支持空气供应源12，燃烧空气的一部分被首先在过渡区域23中供应到混合物制备区域2。这里，结构被选择为使得燃烧空气的主要部分被经由燃烧空气进口24供应到腔21内，仅仅一小部分的燃烧空气、可能特别优选地为小于百分之10的燃烧空气量，通过支持空气供应源12供应。支持空气供应源12设置在混合物制备区域2过渡到反应区域3的那一区域中。支持空气供应源12允许在蒸发式燃烧器100中的流动环境的附加稳定性。

支持空气供应源12影响燃料-空气混合物流到反应区域3内的附加加速度并且确保该混合物的制备保持稳定，即便在非预期的波动和次要的影响中。在特别示出的结构中，支持空气供应源12还具有使燃料-空气混合物在过渡段23中的主流动沿着轴向本体7进行的效果，并且因此防止液流过早地脱离轴向本体7。以这种方式，在第二实施例中，火焰从反应区域3逆火到混合物制备区域2内被更加可靠地防止。

因为流动环境被进一步得到了稳定，所以在混合物制备区域2中实现了更一致的温度特性，这对于部件的负载和使用寿命来说都具有积极影响。

即使图14通过例子示意了支持空气供应源12的非常简单的结构配置，但不同的几何结构是可能的。特别地，该几何结构可以很容易改变，以便设置期望的流动环境和通过支持空气供应源12供应的燃烧空气的期望比例。

图15a)至d)示意性示出了多种可能结构的支持空气供应源12。在图15a)至d)的示意图中，在每种情况下，示意了不在轴向本体7的外周上延伸而是自身是稳定的实心本体形式的一个蒸发器本体9。然而，在上面描述的实施例及其修改中，在每种情况下蒸发器本体9可以布置在导热本体7的外周上。此外，图15a)至d)示意性示出了主腔21侧壁上的燃烧空气进口24。然而，可选地，如在这些实施例中的燃烧空气进口24的布置也是可能的。此外，图15a)至d)仅示意了蒸发式燃烧器100在混合物制备区域2的区域中的细节。

图15a)至d)中的各种结构的支持空气供应源12在用于支持空气的出口的特殊配置方面不同。图15a)示出了其中支持空气在径向方向以及在轴向方向两者上都基本上旋转对称地供应的实施例，图15b)示出了其中支持空气大致在径向方向上供应的实施例。应注意支持空气在每种情况下可以另外还具有切向流动分量。用于支持空气的出口例如可被形成为过渡段23的壁上的连续槽或多个孔。如在图15c)中示意性示出的，例如过渡段23的与反应区域3相连的区域也可以设置成相对于过渡段23的剩余部分稍稍偏置，以便实现支持空气的偏心供应。此外，例如过渡段23的与反应区域3相连的区域还可能具有稍大些的直径以便以定向方式影响液流引导，例如如在图15d)中示意性示出的。此外，例如支持空气供应源被设计为在旋转特性方面是不对称的，但具有定向的不对称性以额外地调节液流引导，由此进一步稳定反应区域3中的反应，并且抑制振动也成为可能。

还应注意在上面参考第二实施例描述的附加盖71可被提供在其中蒸发器本体9设置在轴向本体7的外周上的所有修改中。

改进

图16a)至e)示出了对混合物制备区域2的过渡段23的不同改进，这可提供在第一实施例及其修改的实例中以及在第二实施例中提供。

图16a)至e)的示意图相继示意了没有轴向本体7的、稳定的蒸发器本体9，但在每种情况下，如在上面描述的实施例中所述的，蒸发器本体 9可设置在轴向本体7的外周上。此外，在本实例中，附加盖71如参考第二实施例描述的那样提供。作为在图16a)至e)中示出的燃烧空气进口 24的布置的可选方式，燃烧空气进口也可以如上面描述的实施例那样布置。此外，在图16a)至e)中，仅仅示意了蒸发式燃烧器100在混合物制备区域2的区域的细节，并且本示意图相对于前述的示意图转动了90°。

图16a)至e)中示意性示出的过渡段23的改进还允许流动环境的改进和稳定化。特别地，通过到反应区域3的过渡处的轮廓的变化，更加可靠地防止了火焰从反应区域3逆火到混合物制备区域2内。

在图16a)中示意性示出的第一结构中，过渡段23与反应区域3直接连接的区域，也就是过渡段23的位于最下游的区域，可设计为稍稍加宽，特别地例如成圆锥形地加宽，以实现改进流出流特性。在图16b)中示意性示出的结构中，过渡段23的内横截面开始锥形减小，之后在与反应区域3直接连接的区域中再次加宽。在这种情况下，由于锥形的原因流速再次增大，使得火焰逆火更加可靠地得到防止。在图16c)中示出的结构中，过渡段23的与反应区域3直接连接的区域以两个步骤加宽，特别是例如在每种情况下，在流动方向上，初始以相对较小锥角随后以相对较大锥角锥形地加宽。

在图16d)中示意性示出的另一改进中，过渡段23的内部横截面在与反应区域3直接连接的区域缩窄以增大流速，例如，可实现锥形连接部。在图16e)中示意性示出的结构中，过渡段23在与反应区域3直接连接的锥形区域后面还具有横截面恒定的出口。

在图16c)和图16e)中示意性示出的改进中，蒸发器本体9(或带有上面设置的蒸发器本体9的轴向本体7)在每种情况下具有稍微缩短的形式，使其不延伸混合物制备区域2的整个长度，而是相对于主流动方向H 终止于混合物制备区域2的端壁稍稍前面。因此在这些改进中，蒸发器本体9(或带有蒸发器本体9的轴向本体7)被形成为稍稍回缩到混合物制备区域2的出口内。

所描述的不同几何结构还可以相互组合以根据其它区域的尺寸设计来设定期望的流动环境。

即使已经关于实施例描述了轴向本体7延伸经过整个混合物制备区域 2、至少延伸至过渡段23内，这是优选的，因为可以以特别可靠的方式防止火焰逆火到混合物制备区域2内，例如轴向本体7还可以是更短的形式使其不延伸到过渡段23内、或仅仅部分延伸到至反应区域3的过渡段23 内。此外，另一方面还可以将轴向本体7设计为使其延伸到反应区域3内。在本实例中，可以实现从反应区域3经由轴向本体7至蒸发器本体9的改进的热传导。

Claims (15)

1.一种用于以液体燃料操作的移动式加热装置的蒸发式燃烧器(100)，具有

混合物制备区域(2)，用于使燃料与燃烧空气混合而形成燃料-空气混合物，

燃料供应源(1)，用于向混合物制备区域(2)供应液体燃料，

燃烧空气供应源(B)，用于向混合物制备区域(2)供应燃烧空气，

反应区域(3)，其相对于液流来说布置在混合物制备区域(2)的下游，并且用于燃料-空气混合物的反应，同时释放热量，和

蒸发器本体(9)，用于液体燃料的蒸发，所述蒸发器本体在混合物制备区域(2)中在轴向方向上延伸以从所述混合物制备区域(2)的侧壁间隔开，并且具有外周表面，所述外周表面是燃料蒸发表面的形式并且被设置为使被供应的燃烧空气围绕着所述外周表面流动，

其中，轴向本体(7)沿着纵向轴线(Z)在混合物制备区域(2)中延伸，并且所述蒸发器本体(9)布置在轴向本体(7)的外周表面上。

2.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述蒸发器本体(9)在轴向方向上从混合物制备区域(2)的后壁开始延伸。

3.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述蒸发器本体(9)具有塔状形式。

4.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述蒸发器本体(9)具有大致圆柱形或空心圆柱形的形式。

5.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述蒸发器本体(9)具有轴向方向上的长度L和垂直于轴向方向的宽度W，满足下述：L/W>1.5，优选地L/W>2。

6.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，电加热和/或发光元件(8；8'，8”)设置在所述蒸发器本体(9)中。

7.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述蒸发器本体(9)被材料对材料地结合到轴向本体(7)的外周表面。

8.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述轴向本体(7)是导热元件的形式，用于通过热传导将来自反应区域(3)热量供应到蒸发器本体(9)。

9.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，导热元件布置在所述蒸发器本体(9)中，用于通过热传导将来自反应区域(3)热量供应到蒸发器本体(9)。

10.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，热管布置在所述蒸发器本体(9)中，用于将来自反应区域(3)热量供应到蒸发器本体(9)。

11.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，盖(71)设置在所述蒸发器本体(9)的面朝反应区域的端部处。

12.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，支持空气供应源(12)被提供用于供应过渡段(23)中的燃烧空气的一部分，混合物制备区域(2)经由所述过渡段过渡到反应区域(3)。

13.根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器，其中，所述混合物制备区域(2)经由过渡段(23)过渡到反应区域(3)，所述过渡段(23)配备有用于改进流出流特性的横截面变化。

14.一种以液体燃料操作的移动式加热装置，其具有根据权利要求1所述的蒸发式燃烧器。

15.根据权利要求14所述的以液体燃料操作的移动式加热装置，其中，加热装置是用于独立于发动机的加热器或辅助加热器的车辆加热装置的形式。