EP0380806A1 - Zündbrenner für eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festkörperpartikeln im Abgas von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Zündbrenner für eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festkörperpartikeln im Abgas von Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0380806A1
EP0380806A1 EP19890123902 EP89123902A EP0380806A1 EP 0380806 A1 EP0380806 A1 EP 0380806A1 EP 19890123902 EP19890123902 EP 19890123902 EP 89123902 A EP89123902 A EP 89123902A EP 0380806 A1 EP0380806 A1 EP 0380806A1
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Robert Bosch GmbH
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    • F01N3/38—Arrangements for igniting

Definitions

  • the invention is based on a pilot burner for a device for burning solid particles, in particular soot particles, in the exhaust gas of internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the main application P 37 32 491.8 proposes to surround the glow plug with a protective sleeve in a pilot burner provided with a glow plug.
  • Fuel supplied to the pilot burner hits the protective sleeve heated by the glow plug and vaporizes.
  • the fuel passes from the protective sleeve into a mixture preparation chamber, into which the air required for combustion is also fed.
  • An incandescent body is arranged in the mixture processing chamber and serves to stabilize the flame during the combustion of the fuel-air mixture.
  • the invention has for its object to design the pilot burner of the main application so that the evaporation of the supplied fuel is further improved.
  • the pilot burner according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the surface of the protective sleeve is enlarged and thus a better evaporation of the fuel is achieved and only a short preheating time of the glow plug is required when starting the pilot burner. In addition, the ignition of the fuel-air mixture is stabilized so that a glow plug is no longer required in the mixture preparation chamber.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a pilot burner for a combustion device in motor vehicles
  • FIG. 2 shows a section of the pilot burner according to line II-II in FIG. 1
  • FIG. 3 shows a section of the pilot burner according to line II-II in FIG. 1 with a second exemplary embodiment.
  • the pilot burner shown in longitudinal section in FIG. 1 and in cross section in FIG. 2 has a hollow cylindrical mixture processing chamber 10, hereinafter referred to as processing chamber 10, and a glow plug receiving chamber 11, hereinafter referred to as receiving chamber 11. Both chambers 10, 11 run at right angles to one another, their longitudinal axes lying in one plane.
  • the processing chamber 10 is approximately horizontal and the receiving chamber 11 is vertical, the latter being inserted with its one open end into a circular cylindrical opening 12 in the chamber wall of the processing chamber 10.
  • the processing chamber 10 is closed at one end and instructs at the other end, a mixture outlet opening 13, to which a combustion chamber of the combustion device, which is not shown, is connected.
  • An air supply line 18 opens near the closed end wall of the treatment chamber 10 with an inflow direction tangential to the treatment chamber 10.
  • a glow plug 22 is held coaxially, which is screwed with a plug connection thread 23 into an internal thread section 24 at the end of the receiving chamber 11 facing away from the opening 12 (FIG. 2).
  • the glow plug 22 protrudes with its filament 25 close to the opening 12 to the treatment chamber 10.
  • the glow plug 22 is coaxially enclosed by a protective sleeve 26 with radial spacing.
  • the protective sleeve 26 consists of a multi-layer, fine-mesh wire fabric.
  • the wire mesh can be designed, for example, as a square mesh or as a braid.
  • the wire mesh is secured at the free end of the protective sleeve 26 by plasma welding against fraying.
  • a mouthpiece 27 of a fuel feed line 28 projects radially into the receiving chamber 11 and its mouth 29 lies directly in front of the outer wall of the protective sleeve 26.
  • the design of the protective sleeve 26 made of wire mesh greatly increases its surface area and thus ensures a very uniform evaporation of the fuel striking the protective sleeve 26, so that no more incandescent bodies are required in the processing chamber 10 to stabilize the flame.
  • the glow plug 22 is supplied with current via two electrical connecting lines 31 and 32. In order to avoid overheating of the electrical connections, the receiving chamber 11 is cooled in the area of its internally threaded section 24.
  • the protective sleeve 26 is welded at its one end to a sleeve 37 screwed into the internally threaded section 124 of the receiving chamber 11.
  • the sleeve 37 is provided with a threaded bore 38 for receiving the glow plug 22 and has a hexagon 39 in its area protruding from the receiving chamber 11.
  • the sleeve 37 can be easily screwed out of the receiving chamber 11, so that a change of the protective sleeve 26 is possible without great effort.
  • the glow plug 22 of the pilot burner is first supplied with current and fuel is fed through the fuel feed line 28 into the receiving chamber 11.
  • combustion air is conveyed into the processing chamber 10 via the air supply line 18, which causes a rotary flow in the processing chamber 10 as a result of the tangential inflow direction.
  • the fuel striking the protective sleeve 26 heated by the glow plug 22 evaporates and mixes in the processing chamber 10 with the combustion air.
  • the fuel-air mixture ignites and the flame strikes through the mixture outlet opening 13 into the connected combustion chamber of the combustion device.

Landscapes

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Abstract

Zündbrenner für eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festkörperpar­tikeln, insbesondere Rußteilchen, im Abgas von Brennkraftmaschinen, mit einer hohlzylindrischen Gemischaufbereitungskammer (10) und einer quer zu dieser verlaufenden, über eine Öffnung (12) mit dieser in Verbindung stehenden hohlzylindrischen Glühkerzenaufnahmekammer (11). Eine Brennstoffzulaufleitung (28) mündet in die Aufnahmekammer (11) und eine Luftzuführleitung (18) in die Aufbereitungskammer (10). Die Glühkerze (22) ist im Bereich ihrer Glühwendel (25) von einer aus einem Drahtgewebe bestehenden Schutzhülse (26) mit Radial­abstand koaxial umschlossen. Die Brennstoffzulaufleitung (28) endet in einem Mündungsstutzen (27), der in die Aufnahmekammer (11) radial hineinragt und unmittelbar vor der Schutzhülse (26) mündet. Die Schutzhülse (26) weist eine große Oberfläche auf, so daß der auf diese treffende Brennstoff gleichmäßig verdampft. Die Schutzhülse (26) ist mit einer in die Aufnahmekammer (11) eingeschraubten Hülse (37) verschweißt und somit leicht auswechselbar.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Zündbrenner für eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festkörperpartikeln, insbesondere Rußteilchen, im Abgas von Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • In der Hauptanmeldung P 37 32 491.8 wird vorgeschlagen, bei einem mit einer Glühkerze versehenen Zündbrenner die Glühkerze mit einer Schutzhülse zu umgeben. Dem Zündbrenner zugeführter Brennstoff trifft auf die durch die Glühkerze erhitzte Schutzhülse auf und ver­dampft. Der Brennstoff gelangt von der Schutzhulse in eine Gemisch­aufbereitungskammer, in die auch die zur Verbrennung erforderliche Luft zugeführt wird. In der Gemischaufbereitungskammer ist ein Glüh­körper angeordnet, der zur Stabilisierung der Flamme bei der Ver­brennung des Brennstoff-Luftgemischs dient.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zündbrenner der Haupt­anmeldung so auszubilden, daß die Verdampfung des zugeführten Brenn­stoffs weiter verbessert ist.
  • Der erfindungsgemäße Zündbrenner mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Oberfläche der Schutzhülse vergrößert ist und damit eine bessere Verdampfung des Brennstoffs erreicht ist und bei Inbetriebnahme des Zündbrenners nur eine kurze Vorglühzeit der Glühkerze erforderlich ist. Außerdem ist die Ent­flammung des Brennstoff-Luftgemischs so stabilisiert, daß in der Gemischaufbereitungskammer kein Glühkörper mehr erforderlich ist.
  • In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter­bildungen des Zündbrenners gekennzeichnet. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 ist ein leichtes Auswechseln der Schutzhülse ermög­licht.
  • Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­rungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt eines Zündbrenners für eine Verbrennungsvorrichtung in Kraftfahrzeugen, Figur 2 einen Schnitt des Zündbrenners gemäß Linie II - II in Figur 1 und Figur 3 einen Schnitt des Zündbrenners gemäß Linie II - II in Figur 1 mit einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Der in Figur 1 im Längsschnitt und in Figur 2 im Querschnitt darge­stellte Zündbrenner weist eine hohlzylindrische Gemischaufberei­tungskammer 10, im folgenden kurz Aufbereitskammer 10 genannt, und eine Glühkerzenaufnahmekammer 11, im folgenden kurz Aufnahmekammer 11 genannt, auf. Beide Kammern 10, 11 verlaufen rechtwinklig zuein­ander, wobei ihre Längsachsen in einer Ebene liegen. In Einbaulage des Zündbrenners liegt die Aufbereitungskammer 10 etwa horizontal und die Aufnahmekammer 11 vertikal, wobei letztere mit ihrem einen offenen Stirnende in eine kreiszylindrische Öffnung 12 in der Kam­merwand der Aufbereitungskammer 10 eingesetzt ist. Die Aufberei­tungskammer 10 ist an einem Stirnende verschlossen und weist an ihrem anderen Stirnende eine Gemischaustrittsöffnung 13 auf, an wel­che eine weiter nicht dargestellte Brennkammer der Verbrennungsvor­richtung angeschlossen wird. Nahe der geschlossenen Stirnwand der Aufbereitungskammer 10 mündet eine Luftzuführleitung 18 mit zur Auf­bereitungskammer 10 tangentialer Einströmrichtung.
  • In der Aufnahmekammer 11 ist koaxial eine Glühkerze 22 gehalten, die mit einem Kerzenanschlußgewinde 23 in einen Innengewindeabschnitt 24 an dem der Öffnung 12 abgekehrten Ende der Aufnahmekammer 11 einge­schraubt ist (Figur 2). Die Glühkerze 22 ragt mit ihrer Glühwendel 25 bis nahe an die Öffnung 12 zur Aufbereitungskammer 10. Im Bereich der Glühwendel 25 ist die Glühkerze 22 von einer Schutzhülse 26 mit Radialabstand koaxial umschlossen. Die Schutzhulse 26 besteht aus einem mehrlagigen feinmaschigen Drahtgewebe. Das Drahtgewebe kann beispielsweise als ein Quadratmaschengewebe oder als ein Tressen­gewebe ausgeführt sein. Das Drahtgewebe ist am freien Stirnende der Schutzhülse 26 durch Plasmaschweißen gegen Ausfransen gesichert.
  • In die Aufnahmekammer 11 ragt radial ein Mündungsstutzen 27 einer Brennstoffzulaufleitung 28 hinein, dessen Mündung 29 unmittelbar vor der Außenwand der Schutzhülse 26 liegt. Durch die Ausführung der Schutzhülse 26 aus Drahtgewebe ist deren Oberfläche stark vergrößert und damit eine sehr gleichmäßige Verdampfung des auf die Schutzhülse 26 treffenden Brennstoffs gewährleistet, so daß in der Aufberei­tungskammer 10 kein Glühkörper mehr zur Stabilisierung der Flamme erforderlich ist. Bei Inbetriebnahme des Zündbrenners ist nur eine kurze Vorglühzeit der Glühkerze 22 erforderlich, da sich das Draht­gewebe der Schutzhülse 26 schnell erhitzt. Die Glühkerze 22 wird über zwei elektrische Anschlußleitungen 31 und 32 mit Strom ver­sorgt. Um eine Überhitzung der elektrischen Anschlüsse zu vermeiden ist die Aufnahmekammer 11 im Bereich ihres Innengewindeabschnitts 24 gekühlt.
  • Bei einem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schutzhülse 26 an ihrem einen Stirnende mit einer in den Innen­gewindeabschnitt 124 der Aufnahmekammer 11 geschraubten Hülse 37 verschweißt. Die Hülse 37 ist mit einer Gewindebohrung 38 zur Auf­nahme der Glühkerze 22 versehen und weist in ihrem aus der Aufnahme­kammer 11 ragenden Bereich einen Sechskant 39 auf. Die Hülse 37 kann leicht aus der Aufnahmekammer 11 herausgeschraubt werden, so daß auch ein Wechsel der Schutzhülse 26 ohne großen Aufwand möglich ist.
  • Zur Inbetriebnahme der Verbrennungsvorrichtung wird zunächst die Glühkerze 22 des Zündbrenners mit Strom versorgt und durch die Brennstoffzulaufleitung 28 Brennstoff in die Aufnahmekammer 11 ge­leitet. Gleichzeitig wird über die Luftzuführleitung 18 Verbren­nungsluft in die Aufbereitungskammer 10 gefördert, die infolge der tangentialen Einströmrichtung in der Aufbereitungskammer 10 eine Drehströmung hervorruft. Der auf die von der Glühkerze 22 aufge­heizte Schutzhülse 26 auftreffende Brennstoff verdampft und ver­mischt sich in der Aufbereitungskammer 10 mit der Verbrennungsluft. Bei Erreichen einer bestimmten Temperatur entzündet sich das Brenn­stoff-Luftgemisch, und die Flamme schlägt durch die Gemischaus­trittsöffnung 13 in die angeschlossene Brennkammer der Verbrennungs­vorrichtung.

Claims (4)

1. Zündbrenner für eine Vorrichtung zum Verbrennen von Festkörper­partikeln, insbesondere Rußteilchen, im Abgas von Brennkraftma­schinen, mit einer hohlzylindrischen Gemischaufbereitungskammer (10), die in einem Stirnende verschlossen ist und an dem anderen Stirnende eine zur Vorrichtung zum Verbrennen führende Gemischaus­trittsöffnung (13) aufweist, mit einer zur Gemischaufbereitungs­kammer (10) quer verlaufenden, eine Glühkerze (22) koaxial aufneh­menden hohlzylindrischen Aufnahmekammer (11), die mit der Gemisch­aufbereitungskammer (10) in Verbindung steht, mit einer in die Auf­nahmekammer (11) in einem radialen Mündungsstutzen (27) mündenden Brennstoffzulaufleitung (28) für flüssigen Brennstoff und mit einer in die Gemischaufbereitungskammer (10) mit tangentialer Einström­richtung mündenden Luftzuführleitung (18), wobei die Glühkerze (22) im Bereich der Glühwendel (25) von einer dünnwandigen Schutzhülse (26) mit Radialabstand koaxial umschlossen ist und der Mündungs­stutzen (27) der Brennstoffzulaufleitung (28) in die Aufnahmekammer (11) hineinragt und seine Mündungsöffnung (29) sehr dicht an der Schutzhülse (26) liegt, nach Patentanmeldung P 37 32 491.8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (26) aus einem feinmaschigen Drahtgewebe besteht.
2. Zündbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe der Schutzhülse (26) mehrlagig ausgeführt ist.
3. Zündbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drahtgewebe der Schutzhülse (26) mit einer in die Aufnahmekammer (11) lösbar eingesetzten Hülse (37) verschweißt ist, die mit einer Gewindebohrung (38) zur Aufnahme der Glühkerze (22) versehen ist.
4. Zündbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hül­se (37) in einen Innengewindeabschnitt (124) der Aufnahmekammer (11) eingeschraubt ist und in ihrem aus der Aufnahmekammer (11) ragenden Bereich mit einem Sechskant (39) versehen ist.
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