EP1344978A1 - Atomizing nozzle, especially for a vehicle heating system - Google Patents

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EP1344978A1
EP1344978A1 EP02026721A EP02026721A EP1344978A1 EP 1344978 A1 EP1344978 A1 EP 1344978A1 EP 02026721 A EP02026721 A EP 02026721A EP 02026721 A EP02026721 A EP 02026721A EP 1344978 A1 EP1344978 A1 EP 1344978A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
flow guide
atomizing nozzle
area
guide element
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02026721A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Collmer
Günter Eberspach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Publication of EP1344978A1 publication Critical patent/EP1344978A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383—Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
    • F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers

Definitions

  • the present invention relates to an atomizer nozzle, in particular for a Vehicle heater, for exhaust gas purification systems or for process gas generation for example in a fuel cell.
  • an atomizing nozzle which for Use in a burner of a gas turbine is provided.
  • the well-known Atomizer nozzle comprises a flow guide element in a central area, that ends axially in an atomizer lip.
  • a first side Flow guide element forms this central flow guide element a first flow space area, which the in a approximately cylindrical end portion formed atomizer lip reached from radially outside.
  • a second flow control element on the side the central flow guiding element delimits another Flow space area, which is then from the radial inside to Atomizer lip leads.
  • both flow space areas are for generation the swirl currents provided deflection elements, for example by deflecting blades inclined with respect to the flow direction can be formed.
  • an atomizing nozzle in particular for a vehicle heater, for exhaust gas purification systems or for process gas generation, for example in a fuel cell, comprising a central flow guide element, which in a radially inner Area - with respect to a nozzle axis - has an atomizer lip, the central flow guide element together with a first lateral flow guide element a first flow space area limited and together with a second lateral flow guide element delimits a second flow area, the first Flow space area and the second flow space area to the Lead atomizer lip and being in the first flow space area and in the second flow space region deflection elements for generation of swirl flows are provided, the deflecting elements of the first flow area and the deflection elements of the second flow area provided on the central flow guide element are.
  • the assembly process can be carried out the same are simplified above all by that the deflection elements of the first flow space region and the deflection elements of the second flow area with the central Flow guide element are integrally formed.
  • the central flow guiding element made in a casting process from metal material is.
  • the central flow guiding element is produced in a metal powder injection molding process.
  • the Carrying out further processing operations especially in the area of this component provided atomizer lip, due to the high manufacturing precision to be dispensed with.
  • the addressed simple and inexpensive manufacturability of a Atomizer nozzle according to the invention can be supported in that the first lateral flow guide element and / or the second lateral Flow guide element is formed from sheet material.
  • the process of assembling the various flow guide elements can be made even easier by the fact that the central Flow guide element connecting elements for fixed connection the same with at least one of the lateral flow guide elements are trained.
  • the connecting members in the area rivet projections formed by deflection elements are trained.
  • the number of the atomizer nozzle according to the invention required components can be reduced if at least one of the lateral flow guide elements at least a part forms an outer housing of the atomizer nozzle.
  • the atomizer nozzle according to the invention can also be designed such that the first flow space area and the second flow space area lead from radially outside to radially inside and before reaching the Atomizer lip are bent in the axial direction.
  • 1-3 is a first embodiment of an inventive Atomizer nozzle 10 shown.
  • the atomizer nozzle 10 comprises an annular disk-like design central flow guiding element 12.
  • An outer washer-like Section 14 of the central flow guiding element 12 goes radially inside in an approximately axially extending, cylindrical Section 16 about that in an approximately circular and one Nozzle axis A concentrically located atomizer lip 18 ends.
  • the central flow guide element 14 has a first lateral flow guide element 20 opposite. Between a flow guide surface 22 of the central flow guiding element 12 and one of these opposite flow guide surface 24 of first lateral flow guide element 20 is a first flow space 26 limited.
  • the central flow guiding element lies on the other axial side 12 opposite a second lateral flow guide element 30.
  • a second flow space 36 is delimited, which is also from the radially outer annular space region 28 leads radially inward and in the Essentially from the cylindrical section 16 of the central flow guiding element 12 surrounding area the atomizer lip 18 from reached inside, which in turn means that the through the Air 36 which has passed through the atomizer lip 18 from the Flows on the inside.
  • the one across the estuary or the orifice areas 40 will be fuel supplied circumferentially distribute in the groove 38 and then effective over a weir Edge 44 on the downstream area of the flow guide surface 32 applied to a then to be atomized on the atomizer lip 18 To form fuel film.
  • the Groove 38 for example made of porous material or a perforated line material formed fuel distribution element can be provided, the a very even distribution of the fuel in the circumferential direction the groove 38 provides.
  • the lateral flow guide element 30 a to the shape of the flow guide surface 32 of the central Flow guide element 12 adapted shape or depression having.
  • the second lateral flow guide element has in its radially outer region 30 an approximately cylindrical and in Essentially also closing the atomizer nozzle 10 radially outward Housing section 46. This is in its axially free end area with an annular disk-like section 48 of the first lateral flow guiding element 20 firmly connected.
  • this cylindrical Housing section 46 has a passage opening 51, which at the same time also as an entry opening for the via the annular area 28 and the air streams to be distributed serves both flow spaces 26, 36.
  • deflection elements designed curved in the manner of turbine blades 50, 52 are formed on the central flow guiding element 12 in the area of the two flow guide surfaces 22, 32 for example.
  • deflection elements 50, 52 the two flow spaces 26, 36 are curved accordingly Flow space segments divided over which the radially outside air supplied then radially inwards and to the area of the atomizer lip 18 streams.
  • deflection elements 50, 52 generated due to the meeting in the area of the atomizer lip 18 of the two swirl currents then present for a very fine atomization of the led to the atomizer lip 18 Fuel film.
  • the central one is Flow guide element 12 integral with the deflection elements 50, 52 trained, i.e. in the manufacturing process of the central flow guiding element 12, these deflection elements 50, 52 are also provided. This can be done, for example, by a casting process appropriate shaping of the molds happen, as well as then, when the central flow guide member in a metal powder injection molding process will be produced.
  • the central flow guide element 12 When manufactured as an investment casting or metal powder injection molding process can the central flow guide element 12 with very high manufacturing precision can be provided, so subsequent Processing operations can be omitted. Even when manufacturing the central Flow guide element 12 by machining the deflection elements 50, 52 as an integral part of the central flow guiding element 12 are provided.
  • the two side flow guide elements 20, 30 with a very simple, essentially smooth surface structure to be provided. For example, you can use Punching and forming sheet metal blanks are formed. The firm Connection to the central flow guiding element 12 can thereby can be obtained on this axially in the region of some deflection elements protruding rivet projections 54, 56 are formed, which by assigned Openings 58, 60 of the lateral flow guide elements 20, 30 are passed through and then deformed to firm cohesion become.
  • the atomizing nozzle 10 which not only has a very simple structure, but what due to the fact that all manufacturing technology more complex processes for the production of a single component, namely of the central flow guiding element 12 are required while the other two flow guide elements 20, 30 are very easy to manufacture are inexpensive to manufacture.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the invention Atomizer nozzle 10 shown in exploded view.
  • the central flow control element 12 and the first lateral flow guide element 20 correspond in structure essentially to that with reference to FIGS. 1 - 3 described structure.
  • the second side flow guide element 30 is now without the radially outer substantially cylindrical Housing section 46 is formed and especially in the radial direction outer area also a substantially disc-like structure on.
  • an additional housing component not shown in the figures provide, for example, from two in the axial direction to each other can be added housing shells.

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Abstract

The atomizer, for use in a vehicle heater, exhaust gas purifier or process gas producing unit for fuel cells, has a central section with an axial channel which has an atomizing lip (18) at one end. This is mounted between a drum (30) and a disk (20) which enclose flow channels (26, 36) between them and the central section. Deflecting blades (50, 52) are mounted on the central section to produce helical flow.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerstäuberdüse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, für Abgasreinigungssysteme oder zur Prozessgaserzeugung beispielsweise in einer Brennstoffzelle.The present invention relates to an atomizer nozzle, in particular for a Vehicle heater, for exhaust gas purification systems or for process gas generation for example in a fuel cell.

Aus der EP 0 910 776 B1 ist eine Zerstäuberdüse bekannt, welche zum Einsatz in einem Brenner einer Gasturbine vorgesehen ist. Die bekannte Zerstäuberdüse umfasst in einem zentralen Bereich ein Strömungsführungselement, das axial in einer Zerstäuberlippe endet. Mit einem ersten seitlichen Strömungsführungselement bildet dieses zentrale Strömungsführungselement einen ersten Strömungsraumbereich, welcher die in einem näherungsweise zylindrischen Endabschnitt ausgebildete Zerstäuberlippe von radial außen erreicht. Mit einem zweiten seitlichen Strömungsführungselement begrenzt das zentrale Strömungsführungselement einen weiteren Strömungsraumbereich, welcher dann von der radialen Innenseite her zur Zerstäuberlippe führt. In beiden Strömungsraumbereichen sind zur Erzeugung der Drallströmungen Ablenkelemente vorgesehen, die beispielsweise durch bezüglich der Strömungsrichtung schräggestellte Ablenkschaufeln gebildet sein können.From EP 0 910 776 B1 an atomizing nozzle is known, which for Use in a burner of a gas turbine is provided. The well-known Atomizer nozzle comprises a flow guide element in a central area, that ends axially in an atomizer lip. With a first side Flow guide element forms this central flow guide element a first flow space area, which the in a approximately cylindrical end portion formed atomizer lip reached from radially outside. With a second flow control element on the side the central flow guiding element delimits another Flow space area, which is then from the radial inside to Atomizer lip leads. In both flow space areas are for generation the swirl currents provided deflection elements, for example by deflecting blades inclined with respect to the flow direction can be formed.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfach und kostengünstig zu fertigende Zerstäuberdüse bereitzustellen.It is the object of the present invention to be simple and inexpensive to provide atomizer nozzle to be manufactured.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Zerstäuberdüse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, für Abgasreinigungssysteme oder zur Prozessgaserzeugung beispielsweise in einer Brennstoffzelle, umfassend ein zentrales Strömungsführungselement, welches in einem radial inneren Bereich - bezogen auf eine Düsenachse - eine Zerstäuberlippe aufweist, wobei das zentrale Strömungsführungselement zusammen mit einem ersten seitlichen Strömungsführungselement einen ersten Strömungsraumbereich begrenzt und zusammen mit einem zweiten seitlichen Strömungsführungselement einen zweiten Strömungsraumbereich begrenzt, wobei der erste Strömungsraumbereich und der zweite Strömungsraumbereich zu der Zerstäuberlippe führen und wobei in dem ersten Strömungsraumbereich und in dem zweiten Strömungsraumbereich Ablenkelemente zur Erzeugung von Drallströmungen vorgesehen sind, wobei die Ablenkelemente des ersten Strömungsraumbereichs und die Ablenkelemente des zweiten Strömungsraumbereichs an dem zentralen Strömungsführungselement vorgesehen sind.According to the invention, this object is achieved by an atomizing nozzle, in particular for a vehicle heater, for exhaust gas purification systems or for process gas generation, for example in a fuel cell, comprising a central flow guide element, which in a radially inner Area - with respect to a nozzle axis - has an atomizer lip, the central flow guide element together with a first lateral flow guide element a first flow space area limited and together with a second lateral flow guide element delimits a second flow area, the first Flow space area and the second flow space area to the Lead atomizer lip and being in the first flow space area and in the second flow space region deflection elements for generation of swirl flows are provided, the deflecting elements of the first flow area and the deflection elements of the second flow area provided on the central flow guide element are.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse ist, dass für beide Strömungsraumbereiche die jeweils zugeordneten Ablenkelemente am zentralen Strömungsführungselement vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass die beiden seitlichen Strömungsführungselemente vergleichsweise einfach aufgebaut sein können; die zur Erlangung eines stärker strukturierten Bauteils, nämlich des zentralen Strömungsführungselements, erforderlichen Arbeitsschritte sind auf ein einziges Bauteil beschränkt.It is essential in the atomizing nozzle according to the invention that for both Flow space areas the respectively assigned deflection elements on central flow guide element are provided. This means that the two lateral flow guide elements are comparatively simple can be built up; those to achieve a more structured one Component, namely the central flow guiding element, required Work steps are limited to a single component.

Bei einer erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse kann der Vorgang des Zusammensetzens derselben vor allem auch dadurch vereinfacht werden, dass die Ablenkelemente des ersten Strömungsraumbereichs und die Ablenkelemente des zweiten Strömungsraumbereichs mit dem zentralen Strömungsführungselement integral ausgebildet sind.In the case of an atomizing nozzle according to the invention, the assembly process can be carried out the same are simplified above all by that the deflection elements of the first flow space region and the deflection elements of the second flow area with the central Flow guide element are integrally formed.

Um die erforderliche Strukturierung des zentralen Strömungsführungselementes erhalten zu können, wird vorgeschlagen, dass das zentrale Strömungsführungselement in einem Gussverfahren aus Metallmaterial hergestellt ist. Alternativ ist es auch möglich, dass das zentrale Strömungsführungselement in einem Metallpulverspritzgussverfahren hergestellt ist. Vor allem bei Einsatz eines durch Metallpulverspritzgießen (metal-injectionmolding) hergestellten zentralen Strömungsführungselementes kann auf die Vornahme weiterer Bearbeitungsvorgänge, insbesondere im Bereich der an diesem Bauteil vorgesehenen Zerstäuberlippe, aufgrund der hohen Fertigungspräzision verzichtet werden. Selbstverständlich ist es möglich, beispielsweise zum Nachschärfen im Bereich der Zerstäuberlippe zum Erhöhen der Sprayqualität noch mechanische Bearbeitungsvorgänge durchzuführen.The necessary structuring of the central flow guiding element To be able to obtain, it is proposed that the central flow guiding element made in a casting process from metal material is. Alternatively, it is also possible for the central flow guiding element is produced in a metal powder injection molding process. In front especially when using a metal injection molding manufactured central flow guide element can on the Carrying out further processing operations, especially in the area of this component provided atomizer lip, due to the high manufacturing precision to be dispensed with. Of course it is possible, for example for sharpening in the area of the atomizer lip to increase the spray quality to carry out mechanical processing operations.

Die angesprochene einfache und kostengünstige Herstellbarkeit einer erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse kann dadurch unterstützt werden, dass das erste seitliche Strömungsführungselement oder/und das zweite seitliche Strömungsführungselement aus Blechmaterial geformt ist.The addressed simple and inexpensive manufacturability of a Atomizer nozzle according to the invention can be supported in that the first lateral flow guide element and / or the second lateral Flow guide element is formed from sheet material.

Der Vorgang des Zusammenfügens der verschiedenen Strömungsführungselemente kann dadurch noch erleichtert werden, dass an dem zentralen Strömungsführungselement Verbindungsorgane zur festen Verbindung desselben mit wenigstens einem der seitlichen Strömungsführungselemente ausgebildet sind. Beispielsweise können die Verbindungsorgane im Bereich von Ablenkelementen ausgebildete Nietvorsprünge sein.The process of assembling the various flow guide elements can be made even easier by the fact that the central Flow guide element connecting elements for fixed connection the same with at least one of the lateral flow guide elements are trained. For example, the connecting members in the area rivet projections formed by deflection elements.

Weiter kann die Anzahl der zum Aufbau einer erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse erforderlichen Bauteile reduziert werden, wenn wenigstens eines der seitlichen Strömungsführungselemente wenigstens einen Teil eines Außengehäuses der Zerstäuberdüse bildet.Furthermore, the number of the atomizer nozzle according to the invention required components can be reduced if at least one of the lateral flow guide elements at least a part forms an outer housing of the atomizer nozzle.

Die erfindungsgemäße Zerstäuberdüse kann ferner derart ausgebildet sein, dass der erste Strömungsraumbereich und der zweite Strömungsraumbereich von radial außen nach radial innen führen und vor Erreichen der Zerstäuberlippe in axialer Richtung abgebogen sind.The atomizer nozzle according to the invention can also be designed such that the first flow space area and the second flow space area lead from radially outside to radially inside and before reaching the Atomizer lip are bent in the axial direction.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1
eineLängsschnittansichteinererfindungsgemäßenZerstäuberdüse;
Fig. 2
eine perspektivische Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse;
Fig. 3
eine weitere Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse;
Fig. 4
eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform.
The invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings on the basis of preferred embodiments. It shows:
Fig. 1
eineLängsschnittansichteinererfindungsgemäßenZerstäuberdüse;
Fig. 2
an exploded perspective view of the atomizing nozzle according to the invention;
Fig. 3
another exploded view of the atomizing nozzle according to the invention;
Fig. 4
a view corresponding to FIG. 3 of an alternative embodiment.

In den Fig. 1 - 3 ist eine erste Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse 10 dargestellt.1-3 is a first embodiment of an inventive Atomizer nozzle 10 shown.

Die Zerstäuberdüse 10 umfasst ein ringscheibenartig ausgebildetes zentrales Strömungsführungselement 12. Ein äußerer ringscheibenartiger Abschnitt 14 des zentralen Strömungsführungselements 12 geht radial innen in einen näherungsweise axial sich erstreckenden, zylinderartigen Abschnitt 16 über, der in einer näherungsweise kreisförmigen und zu einer Düsenachse A konzentrisch liegenden Zerstäuberlippe 18 endet. An einer axialen Seite liegt dem zentralen Strömungsführungselement 14 ein erstes seitliches Strömungsführungselement 20 gegenüber. Zwischen einer Strömungsführungsfläche 22 des zentralen Strömungsführungselements 12 und einer dieser gegenüber liegenden Strömungsführungsfläche 24 des ersten seitlichen Strömungsführungselements 20 ist ein erster Strömungsraum 26 begrenzt. Dieser führt von einem radial außerhalb des zentralen Strömungsführungselements 12 gebildeten Ringraumbereich 28 nach radial innen und wird bei Erreichen des sich näherungsweise axial erstreckenden Abschnitts 16 des zentralen Strömungsführungselements 12 axial umgelenkt, so dass er die Zerstäuberlippe 18 von radial außen erreicht und somit die durch den ersten Strömungsraum 26 hindurchströmende Luft die Zerstäuberlippe 18 von ihrer Außenseite anströmt. Man erkennt in Fig. 1, dass in demjenigen Bereich, in welchem der im Wesentlichen zylindrische Abschnitt 16 des zentralen Strömungsführungselements 12 ausgebildet ist, das erste seitliche Strömungsführungselement 20 einen den Bereich 16 des zentralen Strömungsführungselements 12 umgebenden, sich erweiternden Diffusorbereich 28 aufweist.The atomizer nozzle 10 comprises an annular disk-like design central flow guiding element 12. An outer washer-like Section 14 of the central flow guiding element 12 goes radially inside in an approximately axially extending, cylindrical Section 16 about that in an approximately circular and one Nozzle axis A concentrically located atomizer lip 18 ends. At a on the axial side, the central flow guide element 14 has a first lateral flow guide element 20 opposite. Between a flow guide surface 22 of the central flow guiding element 12 and one of these opposite flow guide surface 24 of first lateral flow guide element 20 is a first flow space 26 limited. This leads from a radially outside of the central one Flow guide element 12 formed annular space region 28 radially inside and when reaching the approximately axially extending Section 16 of the central flow guide element 12 axially deflected, so that it reaches the atomizer lip 18 from the outside radially and thus the air flowing through the first flow space 26 the atomizer lip 18 flows from the outside. It can be seen in Fig. 1 that in the area in which the substantially cylindrical portion 16 of the central flow guiding element 12, the first lateral flow guiding element 20 covers the area 16 of the central flow guide element 12 surrounding, expanding Diffuser region 28 has.

An der anderen axialen Seite liegt dem zentralen Strömungsführungselement 12 ein zweites seitliches Strömungsführungselement 30 gegenüber. Zwischen einer Strömungsführungsfläche 32 des zentralen Strömungsführungselements 12 und einer dieser gegenüber liegenden Strömungsführungsfläche 34 des zweiten seitlichen Strömungsführungselements 30 ist ein zweiter Strömungsraum 36 begrenzt, welcher ebenfalls von dem radial äußeren Ringraumbereich 28 nach radial innen führt und in dem im Wesentlichen von dem zylinderartigen Abschnitt 16 des zentralen Strömungsführungselements 12 umgebenen Bereich die Zerstäuberlippe 18 von der Innenseite her erreicht, was wiederum bedeutet, dass die durch den Strömungsraum 36 hindurchgetretene Luft die Zerstäuberlippe 18 von der Innenseite her anströmt. Dabei strömt dieser sich entlang der Strömungsführungsfläche 32 des zentralen Strömungsführungselements 12 bewegende Luftstrom auch über eine ringartig um die Düsenachse A ausgebildete Brennstoffverteilungsnut 38 des zentralen Strömungsführungselements 12. In diese mündet an wenigstens einem Einmündungsbereich 40 ein im zentralen Strömungsführungselement 12 ausgebildeter Brennstoffkanal ein, an welchen ein in Fig. 1 auch erkennbarer Brennstoffzuführleitungsabschnitt 42 angeschlossen ist. Der über den Mündungsbereich oder die Mündungsbereiche 40 zugeführte Brennstoff wird sich in Umfangsrichtung in der Nut 38 verteilen und dann über eine als Wehr wirksame Kante 44 auf den stromabwärtigen Bereich der Strömungsführungsfläche 32 aufgetragen, um einen dann an der Zerstäuberlippe 18 zu zerstäubenden Brennstofffilm zu bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Nut 38 ein beispielsweise aus porösem Material oder einem Lochleitungsmaterial gebildetes Brennstoffverteilungselement vorgesehen sein kann, das eine in Umfangsrichtung sehr gleichmäßige Verteilung des Brennstoffs in der Nut 38 vorsieht.The central flow guiding element lies on the other axial side 12 opposite a second lateral flow guide element 30. Between a flow guide surface 32 of the central flow guide element 12 and one of these flow guide surface opposite 34 of the second lateral flow guide element 30 a second flow space 36 is delimited, which is also from the radially outer annular space region 28 leads radially inward and in the Essentially from the cylindrical section 16 of the central flow guiding element 12 surrounding area the atomizer lip 18 from reached inside, which in turn means that the through the Air 36 which has passed through the atomizer lip 18 from the Flows on the inside. This flows along the flow guide surface 32 of the central flow guide element 12 moving Air flow also through a ring-shaped around the nozzle axis A. Fuel distribution groove 38 of the central flow guide element 12. This opens into at least one junction area 40 a fuel channel formed in the central flow guiding element 12 on which a fuel feed line section which can also be seen in FIG. 1 42 is connected. The one across the estuary or the orifice areas 40 will be fuel supplied circumferentially distribute in the groove 38 and then effective over a weir Edge 44 on the downstream area of the flow guide surface 32 applied to a then to be atomized on the atomizer lip 18 To form fuel film. It should be noted that in the Groove 38, for example made of porous material or a perforated line material formed fuel distribution element can be provided, the a very even distribution of the fuel in the circumferential direction the groove 38 provides.

Man erkennt in Fig. 1 weiter, dass zum Bilden des zweiten Strömungsraums 36 in Anpassung an die axial abgekrümmte Kontur des zentralen Strömungsführungselements 12 das seitliche Strömungsführungselement 30 eine an die Formgebung der Strömungsführungsfläche 32 des zentralen Strömungsführungselements 12 angepasste Formgebung bzw. Einsenkung aufweist. In seinem radial äußeren Bereich weist das zweite seitliche Strömungsführungselement 30 einen näherungsweise zylindrischen und im Wesentlichen die Zerstäuberdüse 10 nach radial außen auch abschließenden Gehäuseabschnitt 46 auf. Dieser ist in seinem axial freien Endbereich mit einem ringscheibenartigen Abschnitt 48 des ersten seitlichen Strömungsführungselements 20 fest verbunden. In dem zur Zuführung des Leitungsabschnitts 42 vorgesehenen Abschnitt weist dieser zylindrische Gehäuseabschnitt 46 eine Durchtrittsöffnung 51 auf, welche gleichzeitig auch als Eintrittsöffnung für die über den Ringraumbereich 28 und die beiden Strömungsräume 26, 36 zu verteilenden Luftströme dient.It can also be seen in FIG. 1 that for forming the second flow space 36 in adaptation to the axially curved contour of the central Flow guide element 12, the lateral flow guide element 30 a to the shape of the flow guide surface 32 of the central Flow guide element 12 adapted shape or depression having. The second lateral flow guide element has in its radially outer region 30 an approximately cylindrical and in Essentially also closing the atomizer nozzle 10 radially outward Housing section 46. This is in its axially free end area with an annular disk-like section 48 of the first lateral flow guiding element 20 firmly connected. In which to feed the Line section 42 provided section has this cylindrical Housing section 46 has a passage opening 51, which at the same time also as an entry opening for the via the annular area 28 and the air streams to be distributed serves both flow spaces 26, 36.

In den Fig. 2 und 3 erkennt man, dass an dem zentralen Strömungsführungselement 12 im Bereich der beiden Strömungsführungsflächen 22, 32 beispielsweise nach Art von Turbinenschaufeln gekrümmt gestaltete Ablenkelemente 50, 52 ausgebildet sind. Durch diese Ablenkelemente 50, 52 werden die beiden Strömungsräume 26, 36 in entsprechend gekrümmte Strömungsraumsegmente unterteilt, über welche die von radial außen zugeführte Luft dann nach radial innen und zum Bereich der Zerstäuberlippe 18 strömt. Durch diese Ablenkelemente 50, 52. werden Drallströmungen erzeugt, die aufgrund der im Bereich der Zerstäuberlippe 18 durch Zusammentreffen der beiden Drallströmungen vorhandenen Scherwirkung dann für eine sehr feine Zerstäubung des zur Zerstäuberlippe 18 geführten Brennstofffilms sorgen. 2 and 3 it can be seen that on the central flow guiding element 12 in the area of the two flow guide surfaces 22, 32 for example, deflection elements designed curved in the manner of turbine blades 50, 52 are formed. By means of these deflection elements 50, 52 the two flow spaces 26, 36 are curved accordingly Flow space segments divided over which the radially outside air supplied then radially inwards and to the area of the atomizer lip 18 streams. These deflection elements 50, 52 generated due to the meeting in the area of the atomizer lip 18 of the two swirl currents then present for a very fine atomization of the led to the atomizer lip 18 Fuel film.

Bei der erfindungsgemäß ausgestalteten Zerstäuberdüse 10 ist das zentrale Strömungsführungselement 12 mit den Ablenkelementen 50, 52 integral ausgebildet, d.h. beim Herstellungsvorgang des zentralen Strömungsführungselements 12 werden diese Ablenkelemente 50, 52 mit vorgesehen. Dies kann beispielsweise bei Herstellung durch einen Gießvorgang durch entsprechende Formgebung der Gießformen geschehen, ebenso wie dann, wenn das zentrale Strömungsführungselement in einem Metallpulverspritzgießverfahren hergestellt wird. Bei Herstellung als Feinguß- oder Metallpulverspritzgießverfahren kann das zentrale Strömungsführungselement 12 mit sehr hoher Fertigungspräzision bereitgestellt werden, so dass nachfolgende Bearbeitungsvorgänge entfallen können. Auch bei Herstellung des zentralen Strömungsführungselements 12 durch spanabhebende Bearbeitung können die Ablenkelemente 50, 52 als integraler Bestandteil des zentralen Strömungsführungselements 12 bereitgestellt werden.In the atomizer nozzle 10 designed according to the invention, the central one is Flow guide element 12 integral with the deflection elements 50, 52 trained, i.e. in the manufacturing process of the central flow guiding element 12, these deflection elements 50, 52 are also provided. This can be done, for example, by a casting process appropriate shaping of the molds happen, as well as then, when the central flow guide member in a metal powder injection molding process will be produced. When manufactured as an investment casting or metal powder injection molding process can the central flow guide element 12 with very high manufacturing precision can be provided, so subsequent Processing operations can be omitted. Even when manufacturing the central Flow guide element 12 by machining the deflection elements 50, 52 as an integral part of the central flow guiding element 12 are provided.

Da bei der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse die Ablenkelemente 50, 52 der beiden Strömungsräume 26, 36 am zentralen Strömungsführungselement 12 vorgesehen sind, können die beiden seitlichen Strömungsführungselemente 20, 30 mit sehr einfacher, im Wesentlichen glatter Oberflächenstruktur bereitgestellt werden. Beispielsweise können diese durch Ausstanzen und Umformen von Blechrohlingen gebildet werden. Die feste Anbindung an das zentrale Strömungsführungselement 12 kann dadurch erlangt werden, dass an diesem im Bereich einiger Ablenkelemente axial vorstehende Nietvorsprünge 54, 56 ausgebildet sind, welche durch zugeordnete Öffnungen 58, 60 der seitlichen Strömungsführungselemente 20, 30 hindurchgeführt werden und dann zum festen Zusammenhalt verformt werden.Since the deflection elements 50, 52 in the atomizing nozzle according to the invention of the two flow spaces 26, 36 on the central flow guiding element 12 are provided, the two side flow guide elements 20, 30 with a very simple, essentially smooth surface structure to be provided. For example, you can use Punching and forming sheet metal blanks are formed. The firm Connection to the central flow guiding element 12 can thereby can be obtained on this axially in the region of some deflection elements protruding rivet projections 54, 56 are formed, which by assigned Openings 58, 60 of the lateral flow guide elements 20, 30 are passed through and then deformed to firm cohesion become.

Beim Zusammenbau der in den Fig. 1 - 3 dargestellten Zerstäuberdüse 10 kann so vorgegangen werden, dass zunächst der Leitungsabschnitt 42 an die Außenumfangsfläche des zentralen Strömungsführungselements 12 angebunden, beispielsweise angelötet wird. Darauf folgend werden die beiden seitlichen Strömungsführungselemente 20, 30 an das zentrale Strömungsführungselement 12 herangeführt, so dass die Vorsprünge 54, 56 durch die zugeordneten Öffnungen 58, 60 hindurchgeführt werden. Daraufhin können dann die Vorsprünge 58, 60 verformt werden, so dass im Bereich der Ablenkelemente 50, 52 die beiden seitlichen Strömungsführungselemente 20, 30 fest am zentralen Strömungsführungselement 12 verankert sind. Daraufhin können die beiden seitlichen Strömungsführungselemente 20, 30 in ihren aneinander zur Anlage kommenden Abschnitten 48, 46 noch verbunden werden, beispielsweise wiederum durch Verlöten. Die Zerstäuberdüse 10, welche nicht nur einen sehr einfachen Aufbau hat, sondern welche aufgrund der Tatsache, dass alle fertigungstechnisch aufwändigeren Vorgänge nur zur Fertigung eines einzigen Bauteils, nämlich des zentralen Strömungsführungselements 12, erforderlich sind, während die anderen beiden Strömungsführungselemente 20, 30 sehr einfach herzustellen sind, kostengünstig zu fertigen ist.When assembling the atomizer nozzle 10 shown in FIGS. 1-3 can be done in such a way that first the line section 42 on the outer peripheral surface of the central flow guide member 12 tied, for example soldered. Subsequently, the two lateral flow guide elements 20, 30 to the central Flow guide element 12 brought up so that the projections 54, 56 are passed through the associated openings 58, 60. The projections 58, 60 can then then be deformed so that in the area of the deflection elements 50, 52, the two lateral flow guide elements 20, 30 firmly on the central flow guiding element 12 are anchored. Then the two lateral flow guide elements 20, 30 in their sections coming into contact with one another 48, 46 are still connected, for example again by soldering. The atomizing nozzle 10, which not only has a very simple structure, but what due to the fact that all manufacturing technology more complex processes for the production of a single component, namely of the central flow guiding element 12 are required while the other two flow guide elements 20, 30 are very easy to manufacture are inexpensive to manufacture.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Zerstäuberdüse 10 in Explosionsansicht gezeigt. Das zentrale Strömungsführungselement 12 und das erste seitliche Strömungsführungselement 20 entsprechen in ihrem Aufbau im Wesentlichen dem mit Bezug auf die Fig. 1 - 3 beschriebenen Aufbau. Das zweite seitliche Strömungsführungselement 30 ist nunmehr ohne dem radial äußeren im Wesentlichen zylindrischen Gehäuseabschnitt 46 ausgebildet und weist vor allem im radial äußeren Bereich ebenfalls eine im Wesentlichen scheibenartige Struktur auf. Hier ist zum Abschluss der Zerstäuberdüse 10 nach radial außen hin dann ein zusätzliches in den Figuren nicht dargestelltes Gehäusebauteil vorzusehen, das beispielsweise aus zwei in axialer Richtung aneinander anzufügenden Gehäuseschalen bestehen kann.4 shows an alternative embodiment of the invention Atomizer nozzle 10 shown in exploded view. The central flow control element 12 and the first lateral flow guide element 20 correspond in structure essentially to that with reference to FIGS. 1 - 3 described structure. The second side flow guide element 30 is now without the radially outer substantially cylindrical Housing section 46 is formed and especially in the radial direction outer area also a substantially disc-like structure on. Here is the end of the atomizer nozzle 10 radially outwards then an additional housing component, not shown in the figures provide, for example, from two in the axial direction to each other can be added housing shells.

Claims (9)

Zerstäuberdüse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät, für Abgasreinigungssysteme oder zur Prozessgaserzeugung beispielsweise in einer Brennstoffzelle, umfassend ein zentrales Strömungsführungselement (12), welches in einem radial inneren Bereich - bezogen auf eine Düsenachse (A) - eine Zerstäuberlippe (18) aufweist, wobei das zentrale Strömungsführungselement (12) zusammen mit einem ersten seitlichen Strömungsführungselement (20) einen ersten Strömungsraumbereich (26) begrenzt und zusammen mit einem zweiten seitlichen Strömungsführungselement (30) einen zweiten Strömungsraumbereich (36) begrenzt, wobei der erste Strömungsraumbereich (26) und der zweite Strömungsraumbereich (36) zu der Zerstäuberlippe (18) führen und wobei in dem ersten Strömungsraumbereich (26) und in dem zweiten Strömungsraumbereich (36) Ablenkelemente (50, 52) zur Erzeugung von Drallströmungen vorgesehen sind, wobei die Ablenkelemente (50) des ersten Strömungsraumbereichs (26) und die Ablenkelemente (52) des zweiten Strömungsraumbereichs (36) an dem zentralen Strömungsführungselement (12) vorgesehen sind.Atomizer nozzle, in particular for a vehicle heater, for exhaust gas cleaning systems or for process gas generation, for example in a fuel cell, comprising a central flow guiding element (12), which is in a radially inner region on a nozzle axis (A) - has an atomizing lip (18), the central flow guide element (12) together with a first lateral flow guide element (20) a first Flow space area (26) limited and together with a second lateral flow guide element (30) a second Flow space area (36) bounded, the first flow space area (26) and the second flow space region (36) to the Lead atomizer lip (18) and in the first flow area (26) and in the second flow area (36) Deflection elements (50, 52) are provided for generating swirl flows are, the deflection elements (50) of the first flow space region (26) and the deflection elements (52) of the second flow space region (36) on the central flow guiding element (12) are provided. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkelemente (50) des ersten Strömungsraumbereichs (26) und die Ablenkelemente (52) des zweiten Strömungsraumbereichs (36) mit dem zentralen Strömungsführungselement (12) integral ausgebildet sind.Atomizing nozzle according to claim 1,
characterized in that the deflection elements (50) of the first flow space region (26) and the deflection elements (52) of the second flow space region (36) are integrally formed with the central flow guide element (12). Zerstäuberdüse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Strömungsführungselement (12) in einem Gussverfahren aus Metallmaterial hergestellt ist. Atomizing nozzle according to claim 1 or 2,
characterized in that the central flow guiding element (12) is produced in a casting process from metal material. Zerstäuberdüse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Strömungsführungselement (12) in einem Metallpulverspritzgussverfahren hergestellt ist.Atomizing nozzle according to claim 1 or 2,
characterized in that the central flow guiding element (12) is produced in a metal powder injection molding process. Zerstäuberdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste seitliche Strömungsführungselement (20) oder/und das zweite seitliche Strömungsführungselement (30) aus Blechmaterial geformt ist.Atomizing nozzle according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the first lateral flow guide element (20) and / or the second lateral flow guide element (30) is formed from sheet metal material. Zerstäuberdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem zentralen Strömungsführungselement (12) Verbindungsorgane (54, 56) zur festen Verbindung desselben mit wenigstens einem der seitlichen Strömungsführungselemente (20, 30) ausgebildet sind.Atomizing nozzle according to one of claims 1 to 5,
characterized in that connecting elements (54, 56) are formed on the central flow guiding element (12) for firmly connecting the same to at least one of the lateral flow guiding elements (20, 30). Zerstäuberdüse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsorgane (54, 56) im Bereich von Ablenkelementen (50, 52) ausgebildete Nietvorsprünge (54, 56) sind.Atomizing nozzle according to claim 6,
characterized in that the connecting members (54, 56) are rivet projections (54, 56) formed in the region of deflection elements (50, 52). Zerstäuberdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der seitlichen Strömungsführungselemente (20, 30) wenigstens einen Teil eines Außengehäuses (46) der Zerstäuberdüse (10) bildet.Atomizing nozzle according to one of claims 1 to 7,
characterized in that at least one of the lateral flow guide elements (20, 30) forms at least part of an outer housing (46) of the atomizing nozzle (10). Zerstäuberdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsraumbereich (26) und der zweite Strömungsraumbereich (36) von radial außen nach radial innen führen und vor Erreichen der Zerstäuberlippe (18) in axialer Richtung abgebogen sind.Atomizing nozzle according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the first flow area (26) and the second flow area (36) lead from radially outside to radially inside and are bent in the axial direction before reaching the atomizer lip (18).
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