CZ292675B6 - Topné těleso, zejména pro vozidla - Google Patents

Abstract

Topné těleso, zejména pro vozidla, mimo jiné obsahující výměník (1) tepla ve tvaru hrnce s dvojitým pláštěm, s centrálním otvorem, do kterého zapadá, koaxiálně k ose výměníku tepla, hořák (2) na palivo, které chceme spalovat, s dmychadlem (4) pro přívod spalovacího vzduchu do hořáku (2), se žhavicí svíčkou (5), která je omývána malým dílčím proudem spalovacího vzduchu a která slouží k zapalování paliva, a popř. s čidlem (6) plamene uvnitř spalovací komory hořáku (2). Za tímto účelem je dmychadlo u topného tělesa, u kterého se osy výměníku (1) tepla a dmychadla (4) přibližně pravoúhle kříží, integrováno do jednodílné úhelníkové příruby (3), která slouží jako část skříně a která uzavírá centrální otvor výměníku (1) tepla s hořákem (2), ležícím uvnitř. Kanálek (15), vytvarovaný v úhelníkové přírubě (3), spojuje dmychadlo s hořákem (2) a zajišťuje šroubovité přivádění spalovacího vzduchu do spalovací komory hořáku (2).ŕ

Description

Vynález se týká topného tělesa, zejména pro vozidla, mimo jiné s výměníkem tepla ve tvaru hrnce s dvojitým pláštěm, s centrálním otvorem, do kterého zapadá, koaxiálně s osou výměníku tepla, hořák na palivo určené ke spalování, s dmychadlem, které je v podstatě dmychadlem s bočním kanálkem pro přívod spalovacího vzduchu do spalovací komory hořáku, se žhavicí svíčkou pro zapalování paliva omývanou malým dílčím proudem spalovacího vzduchu, a popřípadě s čidlem plamene uvnitř spalovací komory hořáku, u kterého se osy výměníku tepla a dmychadla přibližně pravoúhle kříží, a který má vstup vzduchu a výstup vzduchu.

Dosavadní stav techniky

Takové, z praxe známé těleso, musí být malé a racionálně zhotovitelné. Aby se mohl u známých zařízení přivádět spalovací vzduch s točivým momentem do spalovací komory hořáku výměníku tepla, je axiálně před spalovací komorou hořáku umístěno rozváděči ústrojí, opatřené lopatkami. Toto je konstrukčně náročné a vede kromě toho k relativně velkým rozměrům. Díky radiálnímu umístění žhavicí svíčky, běžnému u dřívějších hořáků a sloužícímu pro zapalování paliva, přiváděného do hořáku výměníku tepla, se komplikovaná konstrukce přístroje ještě dodatečně zvětšuje.

Důležitým výchozím bodem pro řešení, týkající se právě uvedeného problému, je konstrukce přístroje s přibližně pravoúhle zkříženými osami výměníku tepla a dmychadla. Tím se splňuje předpoklad pro racionální a tím cenově příznivé, jakož i prostor šetřící, uskutečnitelné provedení topného tělesa uvedeného druhu. Zejména se tím nechá dosáhnout značná redukce počtu součástek, které jsou zapotřebí pro zhotovení topného tělesa, a zároveň se mohou zbývající části soustředit do kompaktního celku.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje topné těleso, zejména pro vozidla, mimo jiné s výměníkem tepla ve tvaru hrnce s dvojitým pláštěm, s centrálním otvorem, do kterého zapadá, koaxiálně s osou výměníku tepla, hořák na palivo určené ke spalování, s dmychadlem, které je v podstatě dmychadlem s bočním kanálkem pro přívod spalovacího vzduchu do spalovací komory hořáku, se žhavicí svíčkou pro zapalování paliva omývanou malým dílčím proudem spalovacího vzduchu, a popřípadě s čidlem plamene uvnitř spalovací komoiy hořáku, u kterého se osy výměníku tepla a dmychadla přibližně pravoúhle kříží, a který má vstup vzduchu a výstup vzduchu, podle vynálezu, jehož podstatou je že centrální otvor výměníku tepla je uzavřen jednodílnou úhelníkovou přírubou, obsahující první rameno, tvořící část dmychadla, akněmu přibližně kolmo probíhající druhé rameno, přičemž první rameno leží v rovině probíhající přibližně paralelně s osou výměníku tepla a druhé rameno leží v rovině k ní kolmé a přímo zakrývá otvor výměníku tepla.

Podle vynálezu se tedy uzavírá centrální otvor výměníku tepla pomocí jednodílné úhelníkové příruby. Tato jednodílná úhelníková příruba prakticky plní funkci části skříně, do které může být integrováno zejména dmychadlo.

Při konstrukci dmychadla jako dmychadla s bočním kanálkem s axiálním bočním kanálkem, rozděleným na dvě poloviny, je polovina s nasáváním a výfukem vzduchu vytvarována v prvním ramenu úhelníkové příruby, které probíhá rovnoběžně s osou výměníku tepla.

-1 CZ 292675 B6

Díky uzavření otvoru výměníku tepla druhým ramenem úhelníkové příruby, v jejíž prvním, ke druhému kolmo probíhajícím prvním ramenu je integrováno dmychadlo s bočním kanálkem, se nechá přivádět spalovací vzduch konstrukčně velice jednoduše ve šroubovici do otevřené čelní strany spalovací komory ve tvaru válce. Zde je pouze třeba volně vytvarovat kanálek pro přívod vzduchu, směřující radiálně tangenciálně na čelní stranu spalovací komory, do čelní strany druhého ramena úhelníkové příruby, která překrývá otvor výměníku tepla. Tento kanálek je přímo spojen s výstupem bočního kanálku dmychadla, které je připevněno ke stejné úhelníkové přírubě. Při nasazení úhelníkové příruby na otvor výměníku teplaje kanálek pro přívod vzduchu obvodově uzavírán uvnitř druhého ramena úhelníkové příruby, přičemž je zakrýván výměníkem tepla a/nebo spalovací komorou.

U provedení podle vynálezu může být uložena žhavicí svíčka vhodným, přednostně konstrukčně jednoduchým způsobem ve druhém ramenu úhelníkové příruby a může zasahovat paralelně s osou výměníku tepla a tím také paralelně s osou hořáku, do hořáku. Toto uspořádání má další přednost v tom, že v čelní straně druhého ramena úhelníkové příruby může být vytvarován jednodušší, k čelní straně tohoto ramena otevřený spojovací kanálek mezi žhavicí svíčkou a přívodním kanálkem pro spalovací vzduch. Pro obvodové uzavření tohoto spojovacího kanálku slouží zase nasazení úhelníkové příruby na otvor výměníku tepla, přičemž části výměníku tepla, popřípadě hořáku uzavírají spojovací kanálek podle potřeby. Spojovací kanálek slouží k tomu, aby prouděním, dodatečným k proudu spalovacího vzduchu, působil na samo o sobě známé větrání žhavicí svíčky.

Žhavicí svíčka se nachází v zapalovací komoře, která radiálně, zevně otevřená, sousedí se stěnou spalovací komory. Od vnitřku spalovací komory je zapalovací komora oddělena pouze vyvložkováním spalovací komory, které nasává palivo. Díky přímému sousedství žhavicí svíčky s vyvložkováním spalovací komory, které nasává palivo, nepotřebuje zapalovací komora žádný vlastní přívod paliva. V úseku, ve kterém je zapalovací komora oddělena od vnitřku spalovací komory pouze vyvložkováním spalovací komory, se ve vyvložkování nachází zapalovací otvor, který spojuje obě komory. Tímto zapalovacím otvorem může vzduch, omývající žhavicí svíčku, proudit ze zapalovací komory do spalovací komory.

Spaliny, které jsou vyváděny z výměníku tepla, opouštějí topné těleso výstupem, který je rovněž vytvarován ve druhém ramenu úhelníkové příruby. Čidlo plamene, které je běžné u topných těles tohoto druhu, může být konstrukčně nanejvýš jednoduše uloženo ve druhém ramenu úhelníkové příruby a může probíhat koaxiálně s osou výměníku tepla.

Hořák výměníku tepla je u provedení topného tělesa podle vynálezu umístěn výlučně uvnitř výměníku tepla a popřípadě nepatrně vyčnívá svou připojovací částí dovnitř druhého ramena úhelníkového dílu. Přitom leží čelní strana hořáku přímo na přibližně rovné čelní ploše druhého ramena úhelníkové příruby.

Hořák se nechá připevnit sevřením mezi okrajem otvoru výměníku tepla a úhelníkovou přírubou, takže pro hořák nejsou zapotřebí žádné upevňovací přípravky.

Mezi zvláštní výhody předkládaného popsaného příkladného provedení topného tělesa souhrnně patří:

Vzhledem k zhruba pravoúhle zkříženým osám dmychadla a výměníku tepla je vytvořena kompaktní, racionálně zhotovitelná konstrukční jednotka.

Je dosaženo šroubovitého proudění spalovacího vzduchu konstrukčně jednoduchým způsobem, optimální krátké dráhy proudění a tím redukovaných ztrát v proudění.

Je snížen elektrický příkon dmychadla vzhledem k menším ztrátám v proudění.

-2CZ 292675 B6

Je umožněna krátká konstrukční délka topného tělesa.

Je snížen počet těsnění, potřebných mezi jednotlivými součástmi, vzhledem ke snížení počtu dílů, s nímž je spojeno snížení nákladů na montáž.

Celkově je dosaženo cenově příznivých výrobních nákladů na topné těleso.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody dosažitelné pomocí vynálezu budou objasněny v souvislosti s popisem příkladného provedení, znázorněného na obrázcích, na nichž znázorňují:

obr. 1: pohled zespodu na topné těleso s dmychadlem s bočním kanálkem, které je umístěno kolmo k ose výměníku tepla, obr. 2: pohled zepředu na topné těleso podle obrázku 1, obr. 3: řez topným tělesem podle čáry ΙΠ-ΙΠ na obr. 2, obr. 4: řez topným tělesem podle čáry IV-IV na obr. 2, obr. 5: řez pouze dmychadlem podle čáry V-V na obr. 1, obr. 6: řez pouze hořákem podle čáry VI-VI na obr. 4.

Příklady provedení vynálezu

Topné těleso se v podstatě skládá ze dvou hlavních částí, totiž jednak z výměníku 1 tepla ve tvaru hrnce s dvojitým pláštěm s hořákem 2 ležícím uvnitř, a jednak z úhelníkové příruby 3 s dmychadlem s bočním kanálkem 4, se žhavicí svíčkou 5, čidlem 6 plamene, kanálkem pro přívod vzduchu a nátrubkem 8 výfuku. Spaliny, odváděné z nátrubku 8 výfuku jsou na obrázku znázorněné šipkou A.

Jednodílná úhelníková příruba 3 se člení na první rameno 9, které leží v rovině rovnoběžné s osou výměníku 1 tepla, a na druhé rameno 10, které je kolmé k prvnímu. Druhé rameno 10 těsně zakrývá svou čelní stranou, při úhelníkové přírubě 3 namontované na výměníku 1 tepla, otvor výměníku 1 tepla. V tomto druhém ramenu 10 se nacházejí již dříve zmíněné žhavicí svíčka 5, jakož i čidlo 6 plamene.

První rameno 9 je upevňovací částí pro dmychadlo 4 s bočním kanálkem, a zároveň toto samo je částí dmychadla 4. Tak je spodní polovina bočního kanálku dmychadla 4 s kanálkem pro přívod vzduchu dmychadla vytvarována přímo v tomto prvním ramenu 9. Na obrázku je tato oblast bočního kanálku označena jako H. Do této oblasti 11 se dostává vzduch, který je třeba nasávat pro hořák, pomocí kanálku pro přívod vzduchu. Spalovací vzduch, který je třeba přivádět, je na obr. 2 označen šipkou Z. Kolo 12 dmychadla 4 s bočním kanálkem, které se ještě zakryje víkem skříně, je uloženo v prvním ramenu 9 a má podávači lopatky dmychadla 4 s bočním kanálkem. Hnací motor 13 pro kolo 12 dmychadla má osu probíhající kolmo k ose výměníku 1 tepla a je umístěn na prvním ramenu 9, a sice na jeho vnitřní straně přivrácené k druhému ramenu 10.

Spalovací vzduch dopravovaný v dmychadle 4 je přiváděn k hořáku 2 otvorem výstupu 14 vzduchu, kteiý vede od oblasti 11 bočního kanálku do čelní strany druhého ramena 10. Z otvoru proudí dopravovaný spalovací Vzduch přiváděcím kanálkem 15, který je vytvarován do čelní strany druhého ramena 10, do centrálního šroubovitého prostoru 16 ve tvaru spirály, který otevřeně ve směru osy přechází do děrované trubky 18 spalovací komory 17 hořáku 2. Přiváděči kanálek 15 přitom probíhá radiálně v čelní straně druhého ramena 10 takovým způsobem, že ústí přibližně tangenciálně do šroubovitého prostoru 16. Tímto způsobem se spalovací vzduch konstrukčně jednoduše přivádí do šroubovitého prostoru 16 s točivým momentem. Na obvodu je přiváděči kanálek 15 uzavřen úseky čelní stěny hořáku 2.

Žhavicí svíčka 5 je uložena paralelně s osou výměníku 1 tepla v druhém ramenu 10 a vyčnívá do zapalovací komory 22 vytvořené ve tvaru kapsy, která sousedí radiálně otevřenou částí s válcovou vnější stěnou spalovací komory 17. Uvnitř válcové vnější stěny spalovací komory 17 je umístěno vyvložkování 23, které nasává palivo a odděluje zapalovací komoru 22 od spalovací komory 17. V tomto vyvložkování 23, ležícím mezi spalovací komorou 17 a zapalovací komorou 22, se nachází radiální zapalovací otvor 24. Při zapalování působí žhavicí svíčka 5 přímo na palivo ve vyvložkování 23 spalovací komory 17. Díky tomu nepotřebuje zapalovací komora 22 vlastní přívod paliva.

Pro větrání žhavicí svíčky 5 vedlejším proudem, odváděným ze spalovacího vzduchu dopravovaného dmychadlem 4, slouží spojovací kanálek 19, vytvarovaný do čelní strany druhého ramena

10. který může být označen jako větrací kanálek svíčky, a který je při úhelníkové přírubě 3, namontované na výměníku 1 tepla, uzavřen na obvodu jako přiváděči kanálek 15.

Také čidlo 6 plamene je uloženo ve druhém ramenu 10 a vyčnívá paralelně s osou výměníku 1 tepla a tím také paralelně se žhavicí svíčkou 5 do prostoru mezi hořákem 2 a výměníkem 1 tepla.

Spaliny, které je třeba odvádět z výměníku 1 tepla, vystupují přes nátrubek 8 výfuku, vytvarovaný v druhém ramenu 10, ven z výměníku 1 tepla.

Hořák 2 má na svém konci, přivráceném k druhému ramenu 10, radiálně vyloženou přírubu 20, pomocí které je upevněn sevřením mezi úhelníkovou přírubu 3 a výměník 1 tepla.

Palivo je do spalovací komory 17 hořáku 2 přiváděno palivovým vedením 21. Pro upevnění palivového vedení 21 je ve druhém ramenu 10 vytvarována drážka.

Palivo je nasáváno z vyvložkování 23 spalovací komory 17 a odpařováno. Vznikající směs palivo - vzduch může být zapalována u zapalovacího otvoru 24 pomocí žhavicí svíčky 5.

Claims (12)

1. Topné těleso, zejména pro vozidla, mimo jiné s výměníkem (1) tepla ve tvaru hrnce s dvojitým pláštěm, s centrálním otvorem, do kterého zapadá, koaxiálně s osou výměníku (1) tepla, hořák (2) na palivo určené ke spalování, s dmychadlem (4), které je v podstatě dmychadlem s bočním kanálkem pro přívod spalovacího vzduchu do spalovací komory (17) hořáku (2), se žhavicí svíčkou (5) pro zapalování paliva omývanou malým dílčím proudem spalovacího vzduchu, a popřípadě s čidlem (6) plamene uvnitř spalovací komory hořáku (2), u kterého se osy výměníku (1) tepla a dmychadla (4) přibližně pravoúhle kříží, aktéry má vstup (7) vzduchu a výstup (14) vzduchu, vyznačující se tím, že centrální otvor výměníku (1) tepla je uzavřen jednodílnou úhelníkovou přírubou (3), obsahující první rameno (9), tvořící část dmychadla, a k němu přibližně kolmo probíhající druhé rameno (10), přičemž první rameno (9) leží

-4CZ 292675 B6 v rovině probíhající přibližně paralelně sosou výměníku (1) tepla a druhé rameno (10) leží v rovině k ní kolmé a přímo zakrývá otvor výměníku (1) tepla.

2. Topné těleso podle nároku 1,vyznačující se tím, že dmychadlo (4) je provedeno s bočním kanálkem axiálně rozděleným na dvě poloviny s jednou polovinou vytvarovanou v prvním ramenu (9) úhelníkové příruby (3) a obsahující vstup (7) vzduchu a výstup (14) vzduchu.

3. Topné těleso podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se tí m, že výstup (14) vzduchu dmychadla (4) ústí do přiváděcího kanálku (15), který je otevřený k výměníku (1) tepla a vytvarovaný v druhém ramenu (10) úhelníkové příruby (3), a který vede v tomto druhém ramenu (10) radiálně tangenciálně do šroubovitého prostoru (16), který je centrálně orientován a otevřen směrem k výměníku (1) tepla, a že přiváděči kanálek (15) je obvodově uzavřen při namontování úhelníkové příruby (3) na výměník (1) tepla dosednutím na části výměníku (1) tepla a/nebo na části hořáku (2), zapadajícího do výměníku (1) tepla, zatímco centrálně umístěný šroubovitý prostor (16) volně přechází do spalovací komory (17) hořáku (2).

4. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že žhavicí svíčka (5), sloužící k zapálení hořáku (2), je uspořádána koaxiálně s osou spalovací komory (17) ve druhém ramenu (10) úhelníkové příruby (3).

5. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že od přiváděcího kanálku (15) ve druhém ramenu (10) vede ke žhavicí svíčce (5) spojovací kanálek (19), v tomto druhém ramenu (10) otevřený a na obvodu uzavíratelný protiležící oblastí výměníku (1) tepla a/nebo hořáku (2).

6. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že žhavicí svíčka (5) vyčnívá do zapalovací komory (22), která je radiálně otevřená a sousedí s vyvložkováním (23) spalovací komory (17), které nasává palivo, přičemž žhavicí svíčka (5) má jen malý odstup od vyvložkování (23) zapalovací komory (22).

7. Topné těleso podle nároku 6, vyznačující se tím, že v oblasti, ve které je zapalovací komora (22) radiálně otevřená a sousedí s vyvložkováním (23) spalovací komory (17), je upraven radiální zapalovací otvor (24), spojující obě sousedící komory (22, 17).

8. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím,že ve druhém ramenu (10) úhelníkové příruby (3) je výtokový otvor pro spaliny, opouštějící výměník (1) tepla.

9. Topné těleso podle nároku 8, vyznačující se tím, že výtokový otvor v druhém ramenu (10) ústí do nátrubku (8) výfuku, ve kterém jsou spaliny odchýleny o úhel přibližně 90 stupňů.

10. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím , že čidlo (6) plamene, vyčnívající do výměníku (1) teplaje umístěno koaxiálně s osou výměníku (1) tepla ve druhém ramenu (10) úhelníkové příruby (3).

11. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hořák (2) je umístěn výlučně uvnitř výměníku (1) tepla a přiléhá k druhému ramenu (10) úhelníkové příruby (3).

-5CZ 292675 B6

12. Topné těleso podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že hořák (2) je upevněn prostřednictvím příruby (20), radiálně z něho vystupující, mezi druhým ramenem (10) úhelníkové příruby (3) a výměníkem (1) tepla.