CN1366594A - 用于汽车加热器的喷雾燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车加热器的喷雾燃烧器,具有一个包含一个拦挡体(18)的燃烧室以及具有一个将燃料喷雾到燃烧室中的喷雾装置(2),其特征在于,在燃烧室之内,在燃料的喷雾方向上与所述喷雾装置(2)的喷雾点隔开一个距离安置一个起拦挡体作用的挡盘(18),所述距离小于燃烧室的直径或一个在燃烧室中延伸的圆筒形热屏蔽件(8)的直径。

Description

用于汽车加热器的喷雾燃烧器
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述类型的用于汽车加热器的喷雾燃烧器。
利用喷雾燃烧器可以将凝聚在化石的能量载体中的能量转化成热能，这样的喷雾燃烧器已经被应用于各种领域内(例如见WO87/00605或DE3901126A1)。其中，在汽车加热器领域中，通常不使用10KW以下功率范围内的喷雾燃烧器或喷嘴式喷雾燃烧器，因为在功率较小时喷雾质量被认为是不够的，而且为了达到足够的喷雾质量要求较高的耗电功率。此外，喷雾燃烧器在部分负荷范围内的燃烧性能差，因为此时喷雾质量比满负荷情况下的喷雾质量差。
最后，已知类型的喷嘴式喷雾燃烧器冷起动性能差，因为随着温度下降燃料的粘度增加，使得喷雾质量变坏。这时，大的燃料滴未汽化或者仅部分汽化地通过燃烧室漏出，这是造成高的起动废气排放的原因。考虑到市场对环境问题的敏感性提高，差的排气质量在今天已不再能容忍，即使它仅在起动阶段出现。
因此，本发明的任务在于，提供一种用于汽车加热器的喷雾燃烧器，它在部分负荷范围内的较低功率下以及在冷起动阶段中也能够具有良好的燃烧性能和较低的废气排放。
所述任务通过权利要求1的特征解决。本发明的符合目的的扩展在从属权利要求中给出。
设计了一种用于汽车加热器的喷雾燃烧器，具有一个包含一个拦挡体的燃烧室以及具有一个将燃料喷雾到燃烧室中的喷雾装置，其中，与喷雾装置的喷雾点隔开一个距离安置一个起拦挡体作用的挡盘，该距离小于燃烧室的直径或一个在燃烧室中延伸的圆筒形热屏蔽件的直径。该挡盘作为拦挡体具有使火焰稳定的效果，这特别是在功率较低时或在燃烧器的部分负荷范围内对降低火焰噪声以及对改善燃烧产生有利的影响。在实现紧凑的液体燃料燃烧室方面该挡盘产生特别有利的影响。通过该挡盘，装备有该挡盘的燃烧器也可以处理较差的喷雾质量，而不对燃烧性能产生不良影响。同样地，实现喷雾质量比满负荷档差的部分负荷档的可能性得到改善。
在此，挡盘可以另外是锥形的、凸形的或凹形的。通过将挡盘安置在火焰区中，在火焰中断之后、如由于燃料管道中的气泡造成，可以在该炽热的盘上较容易地再次点燃燃料。此外，在一个燃烧过程结束时通过在炽热的挡盘上的反应可以减少CO_和HC_的排放。
挡盘可以作为具有一个高度为例如2毫米、逆着燃料喷雾方向的凸缘的盘构成，从而它形成一个平底钵。挡盘直径相对于燃烧室直径的比优选在0.6至0.9之间，挡盘到喷雾点的轴向距离与燃烧室直径的比优选在0.3至0.6之间。通过适当确定挡盘的尺寸，得到与其它空气动力学措施相比较仅不明显地增大的燃烧室压力损失，其中，例如被涡旋地输入的燃烧空气流的切向分量只受到不明显的干扰，从而燃烧气体在挡盘下游还可以带有涡流分量地流动。挡盘优选借助固定接片被固定。
挡盘可以具有缝隙和/或钻孔形式的开口，其中这些开口优选按挡盘的确定布孔形式构成。但挡盘也可以作为具有一个中心贯通孔的环构成。
此外，在一个特别优选的实施形式中可以在挡盘上安置一个室，一个例如用陶瓷制成的预热棒形式的或者预热塞形式的预热装置伸入该室中。通过将预热装置安置在拦挡流区域中挡盘的上游，改善了燃烧器的起动性能。在此，所述室优选这样构成，使得预热装置刚好这样伸入其中，使在喷雾装置下游的预热装置的辐射能量可以被利用来对挡盘进行部件加热。由此特别是明显改善了这类燃烧器的起动性能。此外，挡盘可以固定在燃烧室上、固定在燃烧室底部上或者固定在空气动力学内装部件、例如用于燃烧空气的涡旋装置上。
挡盘可以优选地用高合金钢、用陶瓷或者用带陶瓷涂层的钢制成。
本发明的其它特性和优点由下面参照附图对本发明优选实施例的说明中给出；附图中示出：
图1通过一个燃烧器的一个剖面；
图2带有一个燃烧管或者说火焰管的燃烧室的立体图；
图3通过图2所示燃烧室的一个剖面；
图4图2所示燃烧室的挡盘的俯视图；
图5带有一个凹形挡盘的图1的变型，
图6带有一个凸形挡盘的图1的变型，和
图7带有一个锥形挡盘的图1的变型。
在图1中示出通过喷雾燃烧器的一个优选实施形式的一个剖面。在所示的实施形式中，该喷雾燃烧器由一个喷雾嘴2组成，在所述喷雾嘴2前连接一个导通空气的装置4，其用于使进入喷雾嘴2中的燃烧空气产生涡旋。在该导通空气的装置4的前面在左侧可以看到一个燃料输送管6，向此燃料输送管6输送要在喷雾嘴2中喷雾的燃料。喷雾嘴2在其朝向燃烧室24(见图5)的侧面上与一个圆筒形的热屏蔽件8连接。热屏蔽件8可以设置二次空气孔10，所述二次空气孔10也设置在位于热屏蔽件8后面的法兰12中，法兰12起将喷雾嘴2固定在燃烧室内或者汽车加热器内的作用。穿过这些孔10的二次空气通过一个导通空气的涡旋装置14同样地被施加一个扭转力。此外，该喷雾燃烧器还设置有一个预热装置16，该预热装置16可以涉及一个优选用陶瓷材料制成的预热棒或者说涉及一个预热塞，借助它们点燃被雾化的燃料混合物。优选除预热装置16之外附加设置一个未示出的、在喷雾燃烧器中常用的点火装置以产生触发火花。
如在图1中还可看出的，在燃烧器的热屏蔽件8上设置了一个拦挡体，在这种情况下其具有平的、垂直于燃烧室24纵轴线安置的挡盘18的形式。在喷雾嘴2中被雾化的燃料由于不充分的燃料准备量可能以燃料滴的形式出现，它们撞到作为平的挡盘18构成的拦挡体上并且可以在那里汽化。拦挡体或者说挡盘18安置在燃烧器的火焰区内，由此改善了火焰稳定性。此外，挡盘18还起使流体转向并从而使火焰稳定的作用。
挡盘18优选用高合金钢制成，并且具有一个约2mm高、指向喷雾嘴2的凸缘20。可与此替换地，挡盘18也可以用陶瓷材料或者一种用陶瓷材料涂敷的高合金钢制成。此外，如从图1中进一步看到的，挡盘18用固定接片22固定在热屏蔽件8上。
从图2中可看出一个设置有一个挡盘18的燃烧室24的立体图，其中，在燃烧室24的背面上安置一个火焰管26。在所示的变型方案中，作为具有中心贯通孔34的盘构成的挡盘18D在此通过固定接片22固定在燃烧室24中。如从图2中进一步看到的，在挡盘18D上安置一个启动室28，一个预热装置可伸入该启动室28中。通过该启动室28可以将挡盘的区域利用成“热点”，以加热启动室28及挡盘18D。此外，该启动室28还起阻尼区(Beruhigungszone)的作用，在该阻尼区中较快地构成一个引导火焰，它使被雾化的燃料加速汽化并从而使得在起动燃烧器时较快地彻底点燃。
如图所示，在本实施形式中启动室28安置在挡盘18D的边缘上。可与此替换地，特别是在挡盘18呈封闭平面状地构成时，它也可以固定在挡盘的任何其它位置上或者与之集成为一体地成形出。启动室28的位置最终由预热装置的位置决定。
图3和图4示出图2所示的实施形式，一个是剖视图，另一是挡盘18的俯视图。
在图2至图4所示的燃烧室与图1所示的燃烧器以一种方式组合，即，热屏蔽件8优选被装入到燃烧室24的内部，其中，挡盘18可以或者固定在热屏蔽件8上，如图1所示，或者固定在燃烧室24上，如图2至4所示。也可以将热屏蔽件8固定在燃烧室24上，其中，在这种情况下在热屏蔽件8中设置缺口。
在图4中，在挡盘18上附加地构成孔30和缝隙32。这样的孔30及缝隙32是优化的设置。它们既可以作为只具有一个或多个孔30或具有一个或多个缝隙32的预先规定的孔式样设置，也可以如图所示，作为孔30和缝隙32的组合设置。
在图5所示的变型方案中，挡盘18A呈凹形构成。此外，在该图中示出在外面包围热屏蔽件8的燃烧室24。这样的燃烧室也存在于其它的实施形式中。
在图6所示的变型方案中，挡盘18B呈凸形构成，也就是说，具有一个逆着喷雾嘴2指向的拱起。
在图7所示的实施形式中，挡盘18C呈锥形构成。在另一个没有示出的变型方案中，锥形的尖也可以逆着喷雾嘴2指向。
在所有示出的实施形式中，如果挡盘18、18A、18B、18C及18D到喷雾点P(见图1)的轴向距离与燃烧室直径的比例大约在0.3至0.6之间，是有利的。如果挡盘18、18A、18B、18C及18D的直径相对于燃烧室24的直径或者相对于安置在燃烧室24中的热屏蔽件8的直径的比大约在0.6至0.9之间，在所有示出的实施形式中也同样是有利的。在这些数字比例下，在实际中显示出最好的燃烧效果。
                     参考标号2喷雾装置(喷雾嘴)                       4导通空气的装置6燃料输送管路                           8热屏蔽件10孔                                    12法兰14涡旋装置                              16预热装置18，18A，18B，18C及18D  挡盘20凸缘                                  22固定接片24燃烧室                                26火焰管28启动室                                30孔32缝隙                                  34贯通孔

Claims (13)

1.用于汽车加热器的喷雾燃烧器，具有一个包含一个拦挡体(18)的燃烧室(24)以及具有一个将燃料喷雾到燃烧室中的喷雾装置(2)，其特征在于，在燃烧室(24)之内，在燃料喷雾方向上与所述喷雾装置(2)的喷雾点(P)隔开一个距离安置一个起拦挡体作用的挡盘(18，18A，18B，18C，18D)，所述距离小于燃烧室(24)的直径或一个在燃烧室(24)中延伸的圆筒形热屏蔽件(8)的直径。
2.如权利要求1所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18C)是锥形的。
3.如权利要求1所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18B)是凸形的。
4.如权利要求1所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18A)是凹形的。
5.如权利要求1至4之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18，18A，18B，18C，18D)作为具有逆着燃料喷雾方向的凸缘的盘构成，从而它形成一个朝向所述喷雾装置(2)敞开的钵。
6.如权利要求1至5之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18)的直径相对于燃烧室(24)的直径或相对于一个安置在燃烧室(24)中的热屏蔽件(8)的直径的比在0.6至0.9之间。
7.如权利要求1至6之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18)到喷雾点(P)的轴向距离与燃烧室直径的比在0.3至0.6之间。
8.如权利要求1至7之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18)具有缝隙(32)和/或孔(30)形式的开口。
9.如前述权利要求之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18D)作为环构成。
10.如权利要求1至9之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，在挡盘(18，18A，18B，18C，18D)上安置一个室(28)，一个预热装置(16)伸入到其中。
11.如前述权利要求之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18，18A，18B，18C，18D)用高合金钢制成。
12.如权利要求1至10之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18，18A，18B，18C，18D)用陶瓷制成。
13.如权利要求1至10之一所述的喷雾燃烧器，其特征在于，挡盘(18，18A，18B，18C，18D)用带陶瓷涂层的钢制成。
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