CN1198079C - 喷雾燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷雾燃烧器，特别是使用在汽车停车供暖装置中，具有一个用于提供燃料的喷雾喷嘴(2)、一个点火装置(29)以及一个燃烧室(8)，其中该喷雾喷嘴(2)作为文杜里喷嘴构成，为了实现更细致的燃料喷雾，在喷雾喷嘴(2)的喷嘴座(3)前面连接一个导流空气的装置(10，10′)，该装置对流入喷雾喷嘴(2)的燃烧空气施加一个涡流作用。

Description

喷雾燃烧器
技术领域
本发明涉及一种喷雾燃烧器，特别是用于汽车辅助供暖装置中，具有一个用于提供燃料的喷雾喷嘴、一个点火装置和一个燃烧室。
背景技术
在不同的使用领域中，例如在燃烧燃料的汽车辅助加热器中以及在汽车辅助供暖装置中，必须提供例如用于在一个燃烧器中燃烧的液体燃料并使其处于一种适合于燃烧的状态。
一种例如从US 4,818,219 A或EP 0 287 712 B1中已知的特别是用于汽车辅助供暖装置或其它移动单元中的装置包含一个有抽吸能力的物体，如一个纤维网，它通过一个燃料输送管道被供给液态燃料。通过输入燃烧空气流使得被输入有抽吸能力的该物体中的燃料被蒸发，然后可以借助于例如一个炽热塞被点燃。
尽管这种汽化液体燃料的方式具有优点，但这种装置也有缺点。在燃烧装置中所使用的这种蒸发器中，必须用相当长的时间才能形成可利用的火焰，这对装备了这种蒸发器的燃烧器的起动时间产生不利影响。
为了回避这些缺点，必须开发用喷雾喷嘴取代该蒸发装置的喷雾燃烧器(例如见US 4,718,602A，相应于DE 35 36 143 A1)。但已经表明，在喷雾燃烧器中所使用的喷雾喷嘴并不能在任何情况下都产生所要求的细致的燃料喷雾和与燃烧空气的彻底混合。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种喷雾燃烧器，这种喷雾燃烧器可以在燃烧器快速起动的情况下实现高质量的燃料喷雾以及实现燃烧器的高效率，并且，这种喷雾燃烧器可以简单经济地制成和运行。
按照本发明，对于这种类型的喷雾燃烧器，该任务的解决方案是，提出一种喷雾燃烧器，它具有一个用于提供燃料的喷雾喷嘴、一个点火装置以及一个燃烧室，其中，该喷雾喷嘴作为文杜里喷嘴构成，并且在喷雾喷嘴的喷嘴座前面连接一个对流入喷雾喷嘴的燃烧空气施加一个涡流作用的导流空气的装置，燃料输送装置的出口被设置在喷雾喷嘴的一个区域中，在该区域中流动速度最大，并且相应地静态压力最小。
通过使喷嘴空气产生涡流，结合沿文杜里喷嘴流动通道逐渐改变的直径和从而逐渐改变的压力比，可以明显改善喷雾质量并从而改善喷雾燃烧器的效率，因为由于作用了切向运动分量而额外使燃烧空气或喷嘴空气的速度提高。
在一个有利的方案中，导流空气的装置具有涡流叶片，这些涡流叶片在燃烧空气流通向喷雾喷嘴的途径上对其施加涡流作用。
符合目的的是，涡流叶片安置在一个装在喷嘴座上的支座上，各两个涡流叶片与支座和喷嘴座一起形成一个锥形通道。通过相对于一个径向平面调整涡流叶片的角度可以调整切向空气分量并从而调整喷嘴空气涡流。在此，涡流叶片近似径向或基本朝径向倾斜地安置。涡流叶片可以在流动方向上平坦地或弯曲地构成。
按照另一种优选方案规定，导流空气的装置具有一个钵形套，在该套上构成轴向钻孔和切向钻孔，该套固定在喷嘴座上，其中这种固定可以形状结合或材料结合地形成。或者可以将该套插装在喷嘴座上。
轴向钻孔和切向钻孔这样相互协调，使得燃烧空气受到确定的涡流作用。这样，通过选择切向钻孔和轴向钻孔的大小、布置和构造可以决定涡流的特性。
喷雾喷嘴优选具有一个内部横截面，该内部横截面在其延伸部上具有一种压力分布，这种压力分布至少在紧靠燃料自燃料输送装置的出口周围具有相对于作用在燃料输送装置中的压力下降的值。压力下降的量度这样选择，使得燃料被从燃料输送装置中抽吸出来并在那里被喷雾。喷雾喷嘴的该内部横截面符合目的地同样以一个文杜里喷嘴的形式构成。
附图说明
从参考附图对优选实施例的描述中可以得知本发明的其它特性和优点。图示为：
图1以纵向剖面示意图示出本发明喷雾喷嘴的一个优选实施例；
图2以立体图示出图1所示喷雾燃烧器的导流空气的装置；
图3以纵向剖面示意图示出本发明喷雾喷嘴的一个第二优选实施例；
图4以沿图3中线A-A的横向剖面示意图示出图3所示实施例的导流空气装置；
图5以图4所示横向剖面示意图示出导流空气装置的另一种构型。
具体实施方式
一个特别用于汽车辅助供暖装置中的喷雾燃烧器包含(见图1)一个具有喷嘴座3的喷雾喷嘴2、一个用于将液态燃料输送到喷雾喷嘴2的喷雾区域6中的燃料供给装置4和一个燃烧室8，该燃烧室被一个作为周边边界的热屏蔽件9包围。在喷雾嘴2的喷嘴座3前面连接一个导流空气的装置10，该装置对流入喷雾喷嘴2中的喷嘴空气施加涡旋作用。在图1所示的实施例中，喷雾喷嘴2作为文杜里喷嘴构成，它具有一个空气流入通道5和向流动方向扩宽的喷雾区域6，并且被通过导流空气的装置10流入喷雾喷嘴2中的喷雾气流流经。一个液体或燃料输送装置11、例如一个燃料针伸入到喷雾喷嘴2的空气流入通道5中(还见图2)，燃料输送装置11具有一个确定设置的出口13。在此，燃料输送装置11最好位于喷雾喷嘴2或文杜里喷嘴的空气流入通道5和喷雾区域6的中心轴线7上。
如果喷雾喷嘴2中流过燃烧空气流，则在喷雾喷嘴2中形成一种压力分布，其中在空气流入通道5中首先产生一个高的静态压力，该压力沿朝向喷雾区域6的流动方向下降并且在待喷雾燃料的燃料输送装置11的出口13上达到其最小值。从燃料输送装置11输送到出口13的燃料在从出口13中排出时由于该处的高的气流速度而分裂，从而被喷雾，由此，从燃料输送装置11输送到出口13的燃料被以一种方式抽吸。燃料输送装置11可以是一个管道，一个燃料针或一个射流喷嘴，以便将待喷雾的燃料近似无压力地输送到文杜里喷嘴中。
由于图1所示燃烧器实施形式中的喷雾喷嘴2承受高的热负荷，它最好用陶瓷制成。陶瓷材料作为可与钢互相替代使用的材料具有有意义的热机械性能方面优点，例如具有较低的热传导能力以及较低的热延伸系数。
在图1所示的喷雾燃烧器实施形式中，导流空气的装置10包含一个与喷嘴座3的端面15隔开距离安置并且作为圆盘构成的支座12，该支座与喷嘴座3的端面15一起形成一个环缝隙14。在支座12上安置了涡流叶片17，它们朝向喷嘴座3的端面15并且在安装状态下贴靠在其上。涡流叶片17在支座12上分别在穿过由燃料输送装置11形成的支座12中心点的径向上错开安置，以产生一个切向流动分量。各两个涡流叶片17与支座12和喷嘴座3一起形成一个锥形通道19(见图2)。通过环缝隙14流进的燃烧空气流在流入喷雾喷嘴2时被涡流叶片17和锥形通道19施加一种涡流作用。
在图1所示的实施形式中，热屏蔽件9和燃烧室8在其底上具有二次空气孔16，它们可以分布在热屏蔽件9的底的一个环形边缘区域内。在图1中只举例示出这些二次空气孔16中的两个。此外也可以在热屏蔽件9的侧壁或周边壁上设置二次空气孔。燃烧室8的热屏蔽件9作为单独的构件通过一个密封件18和一个法兰20例如借助螺栓23固定安装在喷嘴座3上。法兰20包含一个另外的导流空气的装置21，其用于使通过二次空气孔16流入燃烧室8中的二次空气形成涡流。该导流空气的装置21同样在一个环缝隙22中包含近似径向安置的涡流叶片25，它们按已描述过的方式使得产生切向流动分量而形成涡流。
此外，喷雾燃烧器在燃烧室8内在燃料喷雾方向上在火焰区内包含一个拦挡件，该拦挡件最好是一个挡盘24，该挡盘可以锥形、凸形或凹形地构成。在本实施形式中，挡盘24作为带有逆着燃料喷雾方向的突缘26的盘，呈钵形构成，其中挡盘24的直径小于燃烧室8的直径，并且挡盘24的直径与燃烧室8的直径之比优选在0.6到0.9之间。挡盘24借助固定片28固定在热屏蔽件9上。挡盘24到燃料输送装置11的出口13上的燃料喷雾点的轴向距离与燃烧室8直径之比优选在0.3到0.6之间。用虚线示意性示出的点火装置29用于点燃被喷雾的燃料，其接着文杜里喷嘴安置在燃烧室8内。
喷雾燃烧器的一个第二实施形式(见图3和4，其中与第一实施形式中相同的元件用相同的参考标号表示)包含一个导流空气的装置10′，该装置具有一个钵形的套30，在该套的底中构成轴向通气口3、例如轴向钻孔，在其周边壁33中构成周边通气口34，这些周边通气口由于其方向也被称为切向孔。套30固定在喷雾喷嘴2的喷嘴座3上，例如通过插装在喷嘴座3上或通过其它的形状结合连接、可传递力的连接或材料结合的连接。轴向钻孔32和切向钻孔34这样相互协调，使得流入空气流入通道15、然后流入喷雾区域16中的燃烧空气被施加一种确定的涡流作用。
图4举例示出轴向的通气口或轴向钻孔32和周边通气口或切向钻孔34在套30中的一种安置。通过改变开口或钻孔32、34的数量及其大小和安置可以按照要求调整燃烧空气流的涡流。
在图5中示出的钵形套30在其周边壁33上具有通气口35，它们朝向套30的中心分别由一个空气导流叶片36限定边界。流入的燃烧空气通过空气导流叶片36被作用一个切向流动分量。
显然，也可以通过组合两个实施形式中的各个特征来调整到所期望的空气导流效果。
                  参考标号
2   喷雾喷嘴                      3  喷嘴座
4   燃料供给装置                  5  空气流入通道
6   喷雾区域                      7  中心轴线
8   燃烧室                        9  热屏蔽件
10  导流空气的装置                10′导流空气的装置
11  燃料输送装置                  12  支座
13  出口                          14  环缝隙
15  端面                          16  二次空气
17  涡流叶片                      18  密封件
19  通道                          20  法兰
21  导流空气的装置                22  环缝隙
24  挡盘                          25  涡流叶片
26  突缘                          28  固定片
29  点火装置                      30  套
32  轴向钻孔                      33  周边壁
34  通气口                        35  通气口
36  空气导流叶片

Claims (13)

1.喷雾燃烧器，具有一个用于提供燃料的喷雾喷嘴(2)、一个点火装置以及一个燃烧室(8)，其特征在于，该喷雾喷嘴(2)作为文杜里喷嘴构成，并且在喷雾喷嘴(2)的喷嘴座(3)前面连接一个对流入喷雾喷嘴(2)的燃烧空气施加一个涡流作用的导流空气的装置(10，10′)，燃料输送装置(11)的出口(13)被设置在喷雾喷嘴(2)的一个区域中，在该区域中流动速度最大，并且相应地静态压力最小。
2.按权利要求1所述的喷雾燃烧器，其特征在于，导流空气的装置(10)具有涡流叶片(17)。
3.按权利要求2所述的喷雾燃烧器，其特征在于，涡流叶片(17)安置在一个安装在喷嘴座(3)上的支座(12)上，并且，各两个涡流叶片(17)与支座(12)和喷嘴座(3)一起形成一个锥形通道(19)。
4.按权利要求1所述的喷雾燃烧器，其特征在于，导流空气的装置(10′)具有一个固定在喷嘴座(3)上的钵形套(30)，该钵形套具有在其中构成的轴向通气口(32)和在一个周边壁(33)中形成的周边通气口(34；35)。
5.按权利要求4所述的喷雾燃烧器，其特征在于，周边通气孔(34)是接近周边壁(33)的切向形成的钻孔。
6.按权利要求4或5所述的喷雾燃烧器，其特征在于，在周边通气口(35)上安置了空气导流叶片(36)。
7.按权利要求4或5所述的喷雾燃烧器，其特征在于，轴向通气口(32)与周边通气(34；35)这样相互协调，使得燃烧空气被施加确定的涡流作用。
8.按权利要求4或5所述的喷雾燃烧器，其特征在于，套(30)与喷嘴座(3)形状结合地连接。
9.按权利要求4或5所述的喷雾燃烧器，其特征在于，套(30)与喷嘴座(3)材料结合地连接。
10.按权利要求4或5所述的喷雾燃烧器，其特征在于，套(30)插装在喷嘴座(3)上。
11.按权利要求1至5之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，喷雾喷嘴(2)具有一个内部横截面，它在其整个延伸部上具有静态压力分布，这种压力分布至少在紧靠燃料自燃料输送装置(11)的出口(13)周围具有其最小值，由此实现高的流动速度，该流动速度使燃料被从燃料输送装置(11)中拖出并被喷雾。
12.按权利要求1至5之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，喷雾喷嘴(2)至少部分地用陶瓷材料制成。
13.按权利要求1至5之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，该喷雾燃烧器使用在汽车辅助供暖装置中。
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