CZ9903763A3

CZ9903763A3 - Odpařovací hořák

Info

Publication number: CZ9903763A3
Application number: CZ19993763A
Authority: CZ
Inventors: Walter Blaschke
Original assignee: J. Eberspächer Gmbh & Co.,
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 2000-12-13
Also published as: CZ291682B6; DE19880561B4; DE19717544A1; DE19880561D2; WO1998049494A1

Description

Odpařovací hořák

Oblast techniky

Vynález se týká odpařovacího hořáku se spalovací komorou pro topné těleso nebo pro tepelnou regeneraci filtru na odstraňování částic ze spalin, s obvodovou ohraničující stěnou, s čelní stěnou, která je opatřena středovým otvorem, s přívodním hrdlem vzduchu opatřeným radiální obvodovou přírubou a koaxiálně zasahujícím do spalovací komory, v jehož stěně jsou provedeny výstupy vzduchu, a před nímž je uspořádáno ústrojí na vedení vzduchu pro přívod vířivého proudu vzduchu, s bočním zapalovacím ústrojím a s přívodem paliva.

Dosavadní stav techniky

Ze spisu WO 96/15408 je známý odpařovací hořák uvedeného druhu, který je opatřen středovým přívodním hrdlem vzduchu, které je na obvodu opatřeno štěrbinami, a jehož průchozí otvor může být rovněž uzavřen. Přívod paliva se provádí hrdlem pro svíčku umístěným na vnějším plášti nebo prstencovým kanálem ve dnu spalovací komory. Přiváděné palivo se prostřednictvím porézního vyložení umístěného na vnitřní straně obvodové ohraničující stěny kapilárním účinkem rozvádí v axiálním a tangenciálním směru, odpařuje a v oblasti štěrbin spaluje. Vyložení je zpravidla rozloženo axiálně až ke konci přívodního hrdla vzduchu.

Nevýhodou tohoto známého provedení odpařovacího hořáku je závislost rozvádění paliva na poloze v důsledku působení tíže, jakož i relativně vysoké náklady na materiál porézního vyložení. Protože spalovací komora musí být vyložena porézním materiálem úplně, znamená to, že spalování je vystavena velká část a porézní materiál podléhá vysokému opotřebení. Další nevýhodou je, že boční hrdlo pro svíčku je integrováno do obvodové ohraničující stěny spalovací komory poměrně komplikovaně a je opatřeno přídavným sítem, což znamená další součást s problematickým připojením ke spalovací komoře.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit odpařovací hořák výše uvedeného druhu, který bude vytvořen velmi jednoduše a jeho činnost bude spolehlivější a účinnější s rozváděním paliva bez závislosti na poloze.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje odpařovací hořák se spalovací komorou pro topné těleso nebo pro tepelnou regeneraci filtru na odstraňování částic ze spalin, s obvodovou ohraničující stěnou, s čelní stěnou, která je opatřena středovým otvorem, s přívodním hrdlem vzduchu opatřeným radiální obvodovou přírubou a koaxiálně zasahujícím do spalovací komory, v jehož stěně jsou provedeny výstupy vzduchu, a před nímž je uspořádáno ústrojí na vedení vzduchu pro přívod vířivého proudu vzduchu, s bočním zapalovacím ústrojím a s přívodem paliva, podle vynálezu, jehož podstatou je, že čelní stěna tvoří dno spalovací komory, ústrojí na vedení vzduchu, přívodní hrdlo vzduchu a čelní stěna jsou jednodílným přesným odlitkem, radiální čelní stěna spalovací komory a přívodní hrdlo vzduchu tvoří společně s radiální obvodovou přírubou zapalovací vybrání a boční zapalovací ústrojí je alespoň z části uspořádáno v tomto zapalovacím vybrání, přičemž dno • · · · • ·· spalovací komory je vyloženo porézním odpařovacím materiálem ve tvaru prstence.

Výhodná provedení jsou uvedena ve vedlejších patentových nárocích 2 až 14.

Ustrojí na vedení vzduchu má s výhodou věnec radiálních vnějších rozváděčích lopatek, přičemž před ním je uspořádána uzavřená čelní stěna, která je na věnci rozváděčích lopatek nasazena.

Zvlášť výhodné geometrie pro vedení vzduchu s minimálním protitlakem dmychadla se dosáhne tehdy, když je podle dalšího výhodného provedení vynálezu uvedená uzavřená čelní stěna opatřena středově symetrickým a v podstatě kuželovým zahloubením a přívodní hrdlo vzduchu je na svém axiálním konci nacházejícím se uvnitř spalovací komory opatřeno uzavřenou další čelní stěnou s dalším středově symetrickým kuželovým zahloubením, které směřuje proti prvně uvedenému zahloubení.

S výhodou je obvodová ohraničující stěna spalovací komory vytvořena jako válcový plamenec provedený z plechu.

V plamenci může být umístěna clona z plechu, uspořádaná za přívodním hrdlem vzduchu.

Porézní odpařovací materiál ve tvaru prstence je s výhodou proveden jako vícevrstvé vyložení uspořádané u dna spalovací komory (popřípadě s různou hustotou pro řízení rozvádění paliva), které je uspořádáno za zapalovacím ústrojím, nebo je proveden alternativně jako vícevrstvá příze s vybráním pro zapalovací ústrojí, přičemž mezi dnem spalovací komory a přízí může být navíc vložena vrstva z kovové plsti. Porézním odpařovacím materiálem může být rovněž prstencová keramická deska.

Zapalovacím ústrojím je s výhodou žhavicí svíčka nebo žhavicí kolík, které jsou alespoň z části umístěny v zapalovacím vybrání.

Boční zapalovací ústrojí může být s výhodou uspořádáno tangenciálně vůči radiální obvodové přírubě přívodního hrdla vzduchu.

Boční zapalovací ústrojí je vzhledem ke dnu spalovací komory, popřípadě k rovině radiální obvodové příruby přívodního hrdla vzduchu, uspořádáno s výhodou se sklonem pod úhlem asi 4° až 10°.

Přívod paliva k prstencovému poréznímu odpařovacímu materiálu se provádí dnem spalovací komory nebo alternativně zapalovacím ústrojím, popřípadě zapalovacím vybráním.

Aby nemuselo být instalováno v hrdle, pro svíčku síto, je mezi dnem spalovací komory a ústrojím na vedení vzduchu upraveno podle vynálezu zapalovací vybrání s radiálním otvorem pro přívod vzduchu určeného k zažehávání. V tomto zapalovacím vybrání se nachází zapalovací ústrojí, jako žhavicí kolík nebo podobně, za nímž je podle jedné varianty provedení ve směru do spalovací komory uspořádáno prstencové vyložení. Zapalovací vybrání je uspořádáno tangenciálně na přívodním hrdle vzduchu.

Pro rozvádění paliva nezávisle na poloze a pro zažehávání má podstatný význam místo vstupu paliva. Protože toto místo nemůže být závislé na zapalovacím ústrojí a na působení tíže, zvolí se podle vynálezu oblast dna spalovací komory, kde se nachází prstencový porézní odpařovací materiál, který potřebuje pro rozvádění a odpařování paliva poměrně malou prstencovou plochu, to znamená málo materiálu, takže může být vyroben s malými náklady.

U odpařovacího hořáku podle vynálezu jsou v oblasti odpařovacího materiálu a spalovací komory, jakož i místa vzniku plamene, použita malá množství materiálu, takže nedochází ke vzniku nepotřebně dlouhé doby zahřívání, dokud se proces neustálí. Protože v důsledku použití techniky přesného liti je nutno provádět určitou minimální tloušťku stěn v závislosti na provedení, musí být díly, které tuto potřebu vyvolávají, zredukovány. To je možné tehdy, když se vyložení stěny spalovací komory přemístí na dno, takže plášť spalovací komory již nemusí být vyráběn litím.

Při splnění výše uvedených kritérií odpadne z odlitku obvodová ohraničující stěna spalovací komory. To znamená, že středové přívodní hrdlo vzduchu je uspořádáno volně a lze dosáhnout dalších stupňů volnosti (například pro přídavné uspořádání otvorů v trubce pro rozvádění vzduchu v oblasti zažehávání). Dále může být využito výhod techniky přesného lití a tloušťka stěn se může zmenšit. Provedením jako přesný odlitek je možno odpařovací hořák velmi zmenšit, což přispívá ke snížení nákladů. Dále je možno zmenšit i různé konstrukční skupiny, což znamená další zmenšení tloušťky stěn.

Plášť spalovací komory zcela odpadá. Je nahrazen prodloužením plamence.

Aby se zaručilo optimální rozvádění paliva, provede se odpařovací rouno jako vícevrstvé, popřípadě s různou hustotou, a/nebo se použije keramická deska. Přitom se mezi dno spalovací komory a vícevrstvou přízi navíc vloží přídavná vrstva z kovové plsti, která « · · ♦ · «

kompenzuje různou povrchovou drsnost, a tudíž umožňuje optimální přechod paliva. Počet vrstev a tloušťka se stanoví pokusy.

Podle další varianty je hrdlo pro svíčku uspořádáno tangenciálně, avšak na vnitřním plášti spalovací komory. Proto žhavicí svíčka, žhavicí kolík nebo podobně, zasahuje do spalovací komory tangenciálně u její stěny. Dno spalovací komory je rovněž vyloženo prstencovým těsněním z příze, jehož tloušťka je přibližně 3 mm až 6 mm, a které obklopuje žhavicí svíčku. Proto je žhavicí svíčka uložena ve vybrání, které je provedeno v těsnění z příze. Palivo se přivádí buď dnem spalovací komory nebo hrdlem pro svíčku.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schematicky axiální řez odpařovacím hořákem se středovým přívodním hrdlem vzduchu, před nímž je uspořádáno ústrojí na rozvádění vzduchu, obr. 2 v axiálním řezu přívodní hrdlo vzduchu s ústrojím na rozvádění vzduchu v obměněném provedení, obr. 3 další variantu provedení odpařovacího hořáku ve schematickém axiálním řezu podobném obr. 1 obr. 4 řez podél čáry A-A hořákem z obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Odpařovací hořák, znázorněný na obr. 1, který je určen pro topné těleso nebo pro tepelnou regeneraci filtru na odstraňování částic ze spalin, obsahuje spalovací komoru I s obvodovou ohraničující stěnou 2 a s čelní ohraničující stěnou 3_.

Ί

Čelní ohraničující stěna 3_ je opatřena středovým otvorem, v němž je uspořádáno uprostřed přívodní hrdlo 5. vzduchu, které zasahuje do spalovací komory 1.

Přívodní hrdlo 5. vzduchu je ve své válcové stěně nacházející se ve spalovací komoře J_ opatřeno radiálně uspořádanými výstupy 6. vzduchu ve tvaru podélných štěrbin a na svém konci je opatřeno uzavřenou čelní stěnou 15.

Přívodním hrdlem 5. vzduchu je ve spalovací komoře 1 vytvořen prstencový prostor, v němž je u dna spalovací komory 1_ tvořeném čelní ohraničující stěnou 3. uspořádán porézní odpařovací materiál 11 ve formě vícevrstvého vyložení. Do tohoto vícevrstvého vyložení, které může být zejména tvořeno vícevrstvým odpařovacím rounem nebo vícevrstvou odpařovací přízí, a před nímž může být uspořádána vrstva 20 z kovové plsti, je při činnosti odpařovacího hořáku přívodem 9 paliva, uspořádaným bočně, přiváděno palivo. Palivo se v porézním odpařovacím materiálu 11 tvaru prstence rovnoměrně rozvede, na straně porézního odpařovacího materiálu 11, která je vnitřní stranou spalovací komory 1_, se odpařuje a za přívodu vzduchu se v prstencovém prostoru spalovací komory JL spaluje.

Za přívodním hrdlem 5. vzduchu je ve spalovací komoře 1_ uspořádána clona 17 z plechu, která je upevněna na obvodové ohraničující stěně 2., která je rovněž provedena z plechu a je vytvořena jako válcový plamenec.

Na druhé čelní straně odpařovacího hořáku, nacházející se vně spalovací komory i, je přívodní hrdlo 5_ vzduchu opatřeno radiální obvodovou přírubou 4, která je uspořádána v odstupu od čelní

Φ ΦΦΦ® Φ φ φφ φφ • 99 Φ · φ φ ΦΦ' Φ φ

ΦΦΦφ Φ Φ φφφφ • · · · · Φ 999999 • 999 Φ φ

ΦΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦ ΦΦΦ φφ φφ ohraničující stěny 3. spalovací komory X a tvoří zapalovací vybrání 18, které bude podrobněji popsáno později.

Před přívodním hrdlem 5. vzduchu je uspořádáno ústrojí 1 na vedení vzduchu, provedené s věncem radiálních vnějších rozváděčích lopatek pro vytváření vířivého proudu vzduchu, přičemž věnec radiálních vnějších rozváděčích lopatek je zakryt oddělenou uzavřenou čelní stěnou 13.

Ústrojí 7 na vedení vzduchu tvořené věncem radiálních vnějších rozváděčích lopatek, přívodní hrdlo 5 vzduchu a čelní ohraničující stěna 3. jsou s výhodou tvořeny jednodílným přesným odlitkem, přičemž radiálně provedená čelní ohraničující stěna 3. spalovací komory X a oblast 10 přívodního hrdla 5. vzduchu, která nezasahuje do spalovací komory X, tvoří společně s radiální obvodovou přírubou 4 výše uvedené zapalovací vybrání 18 s radiálně uspořádaným otvorem 19 pro přívod vzduchu určeného k zažehávání, přičemž bočně uspořádané zapalovací zařízení 8. ve formě žhavicí svíčky nebo žhavicího kolíku je uspořádáno alespoň částečně v tomto zapalovacím vybrání 18. Přitom zapalovací vybrání 18 je uspořádáno tangenciálně na přívodním hrdle 5. vzduchu.

Jak vyplývá z obr. 2, při přesném tenkostěnném provedení v důsledku použití techniky přesného lití může být jak přívodní hrdlo X vzduchu, tak i ústrojí 7 na vedení vzduchu, provedeno tak, aby se dosáhlo co nejlepšího proudění vzduchu. Zejména je možno pro dosažení minimálního protitlaku dmychadla provést v uzavřené čelní stěně 13 ústrojí 7 na vedení vzduchu středově symetrické a v podstatě kuželové zahloubení 14 a v uzavřené čelní stěně 15 na vnitřním axiálním konci přívodního hrdla X vzduchu, nacházejícím se uvnitř

Φ ···> · φ «φ φφ φ · φ φ φ · φ φφφφ • *·· φ φ φφφφ φ φ · φ φ φ ······ spalovací komory X, další středově symetrické kuželové zahloubení 16, směřující proti prvně uvedenému kuželovému zahloubení 14.

u^T další varianty odpařovacího hořáku podle obr. 3 a 4 je hrdlo pro svíčku uspořádáno tangenciálně, avšak na vnitřním plášti spalovací komory L Žhavicí svíčka nebo žhavicí kolík přitom zasahuje do spalovací komory X samotné tangenciálně u její stěny, což znamená, že není uspořádána, popřípadě uspořádán, před spalovací komorou X, jako je tomu u výše popsané první varianty podle obr. 1. Dno spalovací komory Xje přitom tvořeno radiální obvodovou přírubou 4 a je rovněž vyloženo porézním odpařovacím materiálem 11 ve tvaru prstence, ve formě těsnění z příze, jehož tloušťka je přibližně 3 mm až 6 mm, a který obklopuje žhavicí svíčku nebo žhavicí kolík. Proto je žhavicí svíčka, popřípadě žhavicí kolík, uložena ve vybrání provedeném v těsnění s příze. Palivo se hrdlem pro svíčku přivádí buď dnem spalovací komory X nebo přívodem 9 paliva, viz obr. 3 a 4.

Zapalovací ústrojí 8., například žhavicí svíčka nebo žhavicí kolík, může být umístěno v zapalovacím vybrání 18, popřípadě v hrdle pro svíčku.

Bočně uspořádané zapalovací ústrojí 8. může být vzhledem ke dnu spalovací komory X, popřípadě k rovině radiální obvodové příruby 4 přívodního hrdla 5. vzduchu, uspořádáno se sklonem pod úhlem x o velikosti asi 4° až 10°.

Je nutno ještě dodat, že znaky, které jsou schopné ochrany samostatně, uvedené ve vedlejších patentových nárocích, by měly mít přes svůj formální vztah k hlavnímu nároku odpovídající samostatnou ochranu. Veškeré znaky vynálezu obsažené v celých podlohách přihlášky spadají do rozsahu ochrany vynálezu.

Claims

1. Odpařovací hořák se spalovací komorou (1) pro topné těleso nebo pro tepelnou regeneraci filtru na odstraňování částic ze spalin, s obvodovou ohraničující stěnou (2), s čelní stěnou (3), která je opatřena středovým otvorem, s přívodním hrdlem (5) vzduchu opatřeným radiální obvodovou přírubou (4) a koaxiálně zasahujícím do spalovací komory (1), v jehož stěně jsou provedeny výstupy (6) vzduchu, a před nímž je uspořádáno ústrojí (7) na vedení vzduchu pro přívod vířivého proudu vzduchu, s bočním zapalovacím ústrojím (8) a s přívodem (9) paliva, vyznačující se tím, že čelní stěna (3) tvoří dno spalovací komory (1), ústrojí (7) na vedení vzduchu, přívodní hrdlo (5) vzduchu a čelní stěna (3) jsou jednodílným přesným odlitkem, radiální čelní stěna (3) spalovací komory (1) a přívodní hrdlo (5) vzduchu tvoří společně s radiální obvodovou přírubou (4) zapalovací vybrání (18) a boční zapalovací ústrojí (8) je alespoň z části uspořádáno v tomto zapalovacím vybrání (18), přičemž dno spalovací komory (1) je vyloženo porézním odpařovacím materiálem (11) ve tvaru prstence.

2. Odpařovací hořák se spalovací komorou (1) pro topné těleso nebo pro tepelnou regeneraci filtru na odstraňování částic ze spalin, s obvodovou ohraničující stěnou (2), s čelní stěnou (3), která je opatřena středovým otvorem, s přívodním hrdlem (5) vzduchu opatřeným radiální obvodovou přírubou (4) a koaxiálně zasahujícím do spalovací komory (1), v jehož stěně jsou provedeny výstupy (6) vzduchu, a před nímž je uspořádáno ústrojí (7) na vedení vzduchu pro přívod vířivého proudu vzduchu, s bočním zapalovacím ústrojím (8) a s přívodem (9) paliva, přičemž obvodová příruba (4) tvoří dno spalovací komory (1), ústrojí (7) na vedení vzduchu, přívodní hrdlo (5) vzduchu a čelní stěna (3) jsou jednodílným přesným odlitkem, • · » · · 0 0 00 0 0 • 00 00 00 0 0 0 0 • ··· 0 0 0000

0 00 0 0 0 000000

0 0 0 0 0 0

Π 000 000 0*0 000 0* 00 přičemž radiální čelní stěna (3) spalovací komory (1) a přívodní hrdlo (5) vzduchu tvoří společně s radiální obvodovou přírubou (4) zapalovací vybrání (18) a boční zapalovací ústrojí (8) je alespoň z části uspořádáno v tomto zapalovacím vybrání (18), vyznačující se tím, že dno spalovací komory (1) je vyloženo porézním odpařovacím materiálem (11) ve tvaru prstence.

3. Odpařovací hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ústrojí (7) na vedení vzduchu obsahuje věnec radiálních vnějších rozváděčích lopatek, před nimiž je uspořádána uzavřená čelní stěna (13).

4. Odpařovací hořák podle nároku 3, vyznačující se tím, že uzavřená čelní stěna (13) je opatřena středově symetrickým v podstatě kuželovým zahloubením (14) a přívodní hrdlo (5) vzduchu je na svém axiálním konci nacházejícím se uvnitř spalovací komory (1) opatřeno další uzavřenou čelní stěnou (15) s dalším středově symetrickým kuželovým zahloubením (16), které směřuje proti prvně uvedenému kuželovému zahloubení (14).

5. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obvodová ohraničující stěna (2) spalovací komory (1) je vytvořena jako válcový plamenec z plechu.

6. Odpařovací hořák podle nároku 5, vyznačující se tím, že v plamenci je umístěna clona (17) z plechu, uspořádaná za přívodním hrdlem (5) vzduchu.

7. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že porézní odpařovací materiál (11) ve tvaru prstence je vytvořen jako vícevrstvé vyložení u dna spalovací komory (1).

4 4 44 4 4 4 4 4 4

4 4 4 44 4 4 4 4

444 4 4 4444

44 4 4 4 444444

4 4 4 4 4

444 444 4·4 44 44

8. Odpařovací hořák podle nároku 7, vyznačující se tím, že porézní odpařovací materiál (11) je vytvořen jako vícevrstvá příze, popřípadě s různou hustotou, nebo jako porézní keramická deska.

9. Odpařovací hořák podle nároku 8, vyznačující se tím, že mezi dno spalovací komory (1) a přízi je navíc vložena vrstva (20) z kovové plsti.

10. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že zapalovacím ústrojím (8) je žhavicí svíčka nebo žhavicí kolík, uspořádaná nebo uspořádaný alespoň z části v zapalovacím vybrání (18).

11. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že boční zapalovací ústrojí (8) je uspořádáno tangenciálně k radiální obvodové přírubě (4) přívodního hrdla (5) vzduchu.

12. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že boční zapalovací ústrojí (8) je vůči dnu spalovací komory (1), popřípadě v rovině radiální obvodové příruby (4) přívodního hrdla (5) vzduchu, uspořádáno se sklonem pod úhlem (x).

13. Odpařovací hořák podle nároku 12, vyznačující se tím, že úhel (x) sklonu je asi 4° až 10°.

14. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že přívod (9) paliva je proveden dnem spalovací komory (1).

• 4 • 4 4

4 4 4

44 4

4 44 4 1 ► 4 4

4 · 44 •

444

15. Odpařovací hořák podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přívod (9) paliva je proveden hrdlem zapalovacího ústrojí (8), respektive zapalovacím vybráním (18).