CN109642721B - 燃烧器和车辆加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃烧器(10)，特别是一种用于车辆加热器的燃烧器，燃烧器包括将内部燃烧区域(14)与外部区域(16)隔开的柔性板片(12)、以及布置在外部区域(16)中用于火焰识别的光敏传感器，柔性板片(12)包括至少一个光孔(20)，其允许光从内部燃烧区域(14)来到外部区域(16)。根据本发明，光孔(20)还设置成允许燃烧空气从外部区域(16)进入内部燃烧区域(14)。本发明还涉及一种车辆加热器。

Description

燃烧器和车辆加热器
技术领域
本发明涉及一种燃烧器，特别是一种用于车辆加热器的燃烧器，所述燃烧器具有将内部燃烧区域与外部区域隔开的柔性板片，其中，用于火焰检测的光敏传感器布置在外部区域中，并且柔性板片呈现有至少一个光孔，所述至少一个光孔能够使光从内部燃烧区域进入外部区域。
本发明还涉及一种车辆加热器。
背景技术
当下，机动车广泛地配备有车辆加热器，所述车辆加热器尤其用作与独立于发动机的加热系统和/或辅助加热器。在大多数情况下，还可以改装机动车中的车辆加热器。这种类型的加热器也可用于其它环境，例如船舶、活动房屋、或者其它移动或固定领域。特别是在机动车的情况下，与在操作发动机的燃烧过程中使用的相同的燃料(也就是说，特别是柴油燃料或汽油)在车辆加热器中燃烧。这种在车辆中以液体形式存在的燃料必须转换成气态物质以用于燃烧。为此，首先要使用雾化和/或蒸发原理。在雾化燃烧器中设有喷嘴，通过所述喷嘴燃料首先被转换成液滴形式，以便然后通过车辆加热器中的热能转换成气态。燃烧所需的氧化剂以燃烧空气流的形式被供应给车辆加热器中的燃烧区域。在许多情况下，用于火焰检测的装置也被配属给车辆加热器的燃烧器。在这方面，问题是任何类型的传感器检测燃烧器中火焰的存在并将对应的信号传递给车辆加热器的控制单元。基于该信号，车辆加热器的控制参数被设定，例如在燃烧器成功点火之后或者在火焰被有意或无意地熄灭的情况下(在这种情况下尤其会发生燃料供应的中断)改变燃烧器的操作的意义上设定车辆加热器的控制参数。
图2中以局部剖视图示出现有技术的喷嘴式燃烧器的一个示例。图3示出该喷嘴式燃烧器的细节。燃烧器10'具有内部燃烧区域14'，该内部燃烧区域14'由漏斗形壁26'界定。内部燃烧区域14'基本上包括实际燃烧室以及漏斗形壁26'内的敞开邻接区域，这显著有助于形成混合物。在该图中，漏斗形壁26'被部分剖开。通过这种方式，允许观察内部燃烧区域14'的内部。可以观察到喷嘴24'，燃料可以供应给喷嘴。在燃烧器10'的操作中，燃料从喷嘴孔28'喷出并以这种方式供给以用于汽化和最终燃烧。内部燃烧区域14'还由柔性板片12'界定，柔性板片12'在此以截头形式表示，所述柔性板片12'具有大致圆盘形状。漏斗形壁26'的边缘30'坐置于柔性板片12'上。由于漏斗形壁26'与柔性板片12'的相互作用，内部燃烧区域14'以这种方式在更大程度上被界定。在本技术教导的意义下，柔性板片12'是一种这样板片，其特别是在燃烧器的组装过程中可以弹性地或塑性地被容易地机械变形。板片的柔性至少在现有的制造条件下的尺寸不精确的范围内、甚至在燃烧器的多次热循环中允许公差补偿，特别是避免柔性板片12'与漏斗形壁26'之间的接触区域中的不希望的间隙。漏斗形壁26'从板片12'开始窄缩并且在其背离柔性板片12'的一侧上具有孔32'，以便能够在孔处分配燃料和燃烧空气并能够在更宽广的燃烧室中形成火焰。燃料通过这里未示出的管线供给喷嘴，该管线从柔性板片12'的背离喷嘴24'的一侧穿过柔性板片12'。燃烧所需的燃烧空气通过孔22'供给内部燃烧区域14'。这些孔形成在漏斗形壁26'的边缘30'中并且是U形的。由于漏斗形壁26'的边缘30'坐置于柔性板片12'上，因而孔30'最终被限定。即使在存在传统制造公差的情况下，柔性板片12'的柔性也确保了孔30'具有限定的尺寸并且甚至在燃烧器的多次热循环中避免柔性板片12'与漏斗形壁之间出现不期望的间隙。柔性板片12'本身具有光孔20'，所述光孔例如具有12mm的直径。通过这种方式，光可以从内部燃烧区域14'射出到燃烧器10'的外部区域16'中。外部区域16'包括邻接内部燃烧区域14'的空间区域，在该空间区域中不发生燃烧也不会形成混合物。光到达光敏传感器、例如光电二极管，所述光敏传感器布置在燃烧器10'的外部区域16'中并且用于火焰检测。为了使燃烧空气经由漏斗形壁26'中为此设置的孔22'以限定的方式从外部区域16'进入内部燃烧区域14'，光孔20'被覆盖以云母片34'。所述云母片利用两个铆钉36'固定到柔性板片12'的背离喷嘴24'的一侧。图3示出从柔性板片12'的背离喷嘴24'和漏斗形壁26'的一侧观察柔性板片12'的视图。在此，通过铆钉36'被固定至柔性板片12'以覆盖光孔20'的云母片34'可以被完全识别。
以这种方式构造的喷嘴式燃烧器本身可以可靠地运行。借助于漏斗形壁26'中的孔22'执行燃烧空气的供应，燃烧空气的供应可以通过孔22'的布置方式和尺寸被很好地调节，并且云母片34'防止空气经由柔性板片12'中的大光孔从外部区域16'错误地进入内部燃烧区域14'。无论如何，布置在外部区域中的传感器可以可靠地记录火焰的存在。此外，为了确保燃烧空气沿径向方向的限定的供应，板片12'是柔性的，这是因为可以通过这种方式补偿公差。因此，燃烧空气实际上仅通过孔22'进入而在漏斗形壁26'的边缘30'的其它区域处没有进入。
在燃烧器的操作过程中会产生残留物、例如烟灰或未燃烧的燃料。这些残留物可能在使用寿命期间沉积在云母片上，结果损害了光敏传感器的火焰检测。在极端情况下，云母片甚至可能变得不透光，以使得无法再执行火焰检测。因此，需要定期维护这种燃烧器，以检查云母片的透光性，并在必要时进行清洁。此外，需要注意的是，通过引入云母片(例如用铆钉固定)局部地削弱了板片的柔性。结果，偶尔会出现公差补偿不足，从而尤其不再能够通过板片的柔性来补偿材料的随温度变化的膨胀度。进而，然后在漏斗形壁的远离为实际吸入空气所设置的孔边缘处可能发生不正确的空气的渗透。同样地，云母片在柔性板片上的密封作用可能会部分地丧失，特别是由于温度的影响。
发明内容
本发明所基于的目的是消除现有技术的燃烧器的如上所述的缺点。特别是，需要一种免维护的燃烧器是被期待的，在这种燃烧器中，总是可以进行可靠的火焰检测并且排除了“不正确的空气”渗入内部燃烧区域的可能性。
该目的通过本发明的特征实现。
在本申请的技术方案中具体限定了本发明的有利实施例。
本发明建立在通用燃烧器的基础上，其中，提供光孔以使得燃烧空气也能够从外部区域进入内部燃烧区域。换句话说，在现有技术的燃烧器中必须提供的云母片完全省去。因此，消除了由于云母片的固定以及由于云母片而对维护的需求所产生的所有缺点。通过在设计燃烧空气的供应时考虑光孔，光孔可以集成到至少一个燃烧空气孔中。
本发明可以提供光孔为圆形或槽形或月牙形或椭圆形。因此，在光孔的形状设计方面存在相对自由度，以使得光孔可以最佳地适应流体机械和光学要求。特别是，不再需要与光孔形状设计关联地以任何方式考虑可用云母片的尺寸或形状。
本发明有用地提供了在柔性板片中设置有至少一个另外的孔，所述至少一个另外的孔使得燃烧空气能够从外部区域进入内部燃烧区域。因此，在柔性板片中总地提供一孔图案，所述孔图案能够最佳地供应燃烧空气。燃烧空气从外部区域轴向地流入内部燃烧区域。光孔可以是孔图案中特别是在尺寸和布置方式方面一同等的成员，或者光孔在尺寸和布置方式方面可以与其它孔不同。
本发明一特别有利的改进在于：借助于光敏传感器与至少一个光孔对准。在一方面，光孔可以是与板片中的任何其它孔没有任何区别的孔。因此，光敏传感器只需简单地布置在板片中所设置的任何孔的后方。然而，可能有利的是，以特殊方式设计光孔，例如使光孔大于柔性板片中的其它孔，并且将传感器精确地布置在该孔的后方。通过这种方式，优化了火焰检测的灵敏度和可靠性。因此，直射光和散射光照射在光传感器上。
根据本发明的燃烧器优选地设计成使得柔性板片能够使燃料从外部区域进入内部燃烧区域，所述燃料能够被供应给布置在内部燃烧区域中的喷嘴。并且内部燃烧区域由漏斗形壁限定，所述漏斗形壁开始从柔性板片开始窄缩。因此，原则上可以将燃烧器加工成是其外形与现有技术中的燃烧器几乎没有区别。特别地，可以使用从柔性板片开始窄缩的漏斗形壁，从而不必对漏斗形壁进行任何改变或几乎没有任何改变。此外，通过柔性板片供应燃料也可以采用与现有技术中已知的相同方式进行。
然而，有用的是，漏斗形壁不具有用于通入燃烧空气的孔。这代表了相对于现有技术的漏斗形壁的小调整，但是可以被容易地制造：简单地省去漏斗形壁上的U形槽。因此，最终简化了燃烧器生产的整个过程。燃烧器的操作也变得更容易理解，因为此时不再需要获取径向和轴向进入的燃烧气体的混合物。可以基于柔性板片中的孔图案来调节燃烧空气的整个供应，从而利用只轴向吸入燃烧空气的获得流体力学方面的特别简单的状况。
附图说明
现在参考附图基于一特别优选的实施例以示例性的方式阐述本发明。
图1以局部剖视图示出根据本发明的燃烧器。
图2以局部剖视图示出现有技术的燃烧器。
图3示出了根据现有技术的燃烧器的细节。
具体实施方式
在优选实施例的以下描述中，使用与参考图2和3关于现有技术的上述描述中所使用的附图标记相关联的附图标记。例如，如果附图标记30'用于现有技术的用于漏斗形壁的边缘，则下文中针对该点也使用附图标记30'。通过这种方式，可以清楚地描述根据本发明的燃烧器及其相对于现有技术的进一步改进。
图1以局部剖视图示出根据本发明的燃烧器10。燃烧器10具有柔性板片12和漏斗形壁26。漏斗形壁已被局部剖开，以揭示燃烧器10的内部燃烧区域14的视图。对应于漏斗形壁26上的剖切表面，柔性板片12以截头形式示出。具有喷嘴孔28的喷嘴24可以在漏斗形壁26的内部区域中被观察到。漏斗形壁26的边缘30在整个周边上坐置于柔性板片12上。在本技术教导的意义下，柔性板片12是一种板片，其特别是在燃烧器的组装过程中可弹性地或塑性地被容易地机械变形。板片的柔性还允许在燃烧器的多次热循环中至少在现有的制造条件下的尺寸不精确的范围内进行公差补偿，特别是避免柔性板片12与漏斗形壁26之间的接触区域中出现不期望的间隙。漏斗形壁26从柔性板片12至孔32窄缩，燃烧室更宽广地跟随在孔32后，燃料被雾化到孔32中。特别地，漏斗形壁26在其边缘30上不再具有任何U形孔，从而与现有技术的情况不同，不会发生燃烧空气径向吸入内部燃烧区域14。然而，在板片12中设置有由多个孔20、22组成的孔图案。这些孔使得能够将燃烧空气从燃烧器10的外部区域16轴向吸入内部燃烧区域14中。内部燃烧区域14大致包括实际燃烧室以及漏斗形壁26内的敞开邻接区域，这显著有助于形成混合物。外部区域16包括邻接内部燃烧区域14的空间区域，在该空间区域中不发生燃烧并且不会形成混合物。孔20、22中的两个、即由附图标记20表示的两个孔承担特殊的作用。这是因为与这些光孔20对准的光传感器布置在外部区域16中，所述传感器具有对内部燃烧区域14的未受损的视野。特别地，没有提供可能变暗或变灰的云母片。结果，根据本发明的燃烧器10是免维护的。此外，由于没有设置刚性的云母片，柔性板片12的柔性不再以任何方式受到损害。因此，即使在温度波动很大的情况下，柔性板片也总是紧紧地靠在漏斗形壁26的边缘30上。如果光传感器没有与特殊孔对准和/或如果光孔与其它孔完全没有区别，则光传感器主要对散射光作出反应。
在上文的描述中、附图和技术方案中公开的本发明的特征可以单独地和以任何组合方式来实现本发明。
附图标记列表
10,10' 燃烧器
12,12' 柔性板片
14,14' 内部燃烧区域
16,16' 燃烧器的外部区域
20,20' 光孔
22,22' 孔
24,24' 喷嘴
26,26' 漏斗形壁
28,28' 喷嘴孔
30,30' 边缘
32,32' 孔
34' 云母片
36' 铆钉

Claims (8)

1.一种燃烧器(10)，所述燃烧器具有柔性板片(12)，所述柔性板片将内部燃烧区域(14)与外部区域(16)隔开，其中，用于火焰检测的光敏传感器布置在外部区域(16)中，并且柔性板片(12)具有至少一个光孔(20)，所述光孔能够使光从内部燃烧区域(14)来到外部区域(16)，其特征在于，所述光孔(20)设置成还能使燃烧空气从外部区域(16)通入内部燃烧区域(14)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述光孔是圆形或狭槽形或镰刀形或椭圆形的。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器(10)，其特征在于，在柔性板片(12)中设置有至少一个另外的孔(22)，所述另外的孔使得燃烧空气能够从外部区域(16)通入内部燃烧区域(14)。
4.根据权利要求1或2所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述光敏传感器与所述至少一个光孔(20)对准。
5.根据权利要求1或2所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述柔性板片(12)使燃料能够从所述外部区域(16)通入所述内部燃烧区域(14)，所述燃料能够供应给布置在内部燃烧区域(14)中的喷嘴(24)，并且内部燃烧区域(14)由漏斗形壁(26)界定，所述漏斗形壁沿远离柔性板片(12)的方向窄缩。
6.根据权利要求5所述的燃烧器(10)，其特征在于，漏斗形壁(26)没有设置用于通入燃烧空气的孔。
7.根据权利要求1或2所述的燃烧器(10)，其特征在于，所述燃烧器是用于车辆加热器的燃烧器。
8.一种车辆加热器，所述车辆加热器具有根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器(10)。
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