RU2720877C1 - Конструктивный узел камеры сгорания - Google Patents

Конструктивный узел камеры сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2720877C1
RU2720877C1 RU2019139831A RU2019139831A RU2720877C1 RU 2720877 C1 RU2720877 C1 RU 2720877C1 RU 2019139831 A RU2019139831 A RU 2019139831A RU 2019139831 A RU2019139831 A RU 2019139831A RU 2720877 C1 RU2720877 C1 RU 2720877C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
combustion
combustion chamber
air
combustion air
chamber
Prior art date
Application number
RU2019139831A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаель ХУМБУРГ
Вальтер БЛАШКЕ
Original Assignee
Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг
Application granted granted Critical
Publication of RU2720877C1 publication Critical patent/RU2720877C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D3/00—Burners using capillary action
    • F23D3/40—Burners using capillary action the capillary action taking place in one or more rigid porous bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2203—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/002—Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply the air being submitted to a rotary or spinning motion
    • 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
    • F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
    • F23D11/441—Vaporising devices incorporated with burners
    • F23D11/443—Vaporising devices incorporated with burners heated by the main burner flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D5/00—Burners in which liquid fuel evaporates in the combustion space, with or without chemical conversion of evaporated fuel
    • F23D5/12—Details
    • F23D5/123—Inserts promoting evaporation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/22—Vaporising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L9/00—Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2271—Heat exchangers, burners, ignition devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268—Constructional features
    • B60H2001/2284—Fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2206/00—Burners for specific applications
    • F23D2206/0057—Liquid fuel burners adapted for use in illumination and heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2207/00—Ignition devices associated with burner
    • 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
    • F23D2900/05002—Use of porous members to convert liquid fuel into vapor
    • 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
    • F23D2900/21—Burners specially adapted for a particular use
    • F23D2900/21002—Burners specially adapted for a particular use for use in car heating systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
  • Confectionery (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к конструктивному узлу камеры сгорания, нагревательному прибору транспортного средства, а также к способу приведения в действие оснащённого таким конструктивным узлом камеры сгорания нагревательного прибора транспортного средства. Конструктивный узел камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства, содержащий: корпус (14) камеры сгорания с днищем (18) камеры сгорания и вытянутой в направлении продольной оси (L) корпуса и окружающей продольную ось (L) корпуса периферийной стенкой (16) камеры сгорания, причём днище (18) камеры сгорания и периферийная стенка (16) камеры сгорания ограничивают камеру (20) сгорания, пористую испаряющую среду (60) на обращённой к камере (20) сгорания внутренней стороне периферийной стенки (16) камеры сгорания и/или днища (18) камеры сгорания, подающий трубопровод (62) для горючего материала для подачи жидкого горючего материала в пористую испаряющую среду (60), первую зону (50) горения с первым устройством (68) подачи воздуха для горения, присоединённую к днищу (18) камеры сгорания для подачи первичного воздуха (V) для горения в камеру (20) сгорания, причём пористая испаряющая среда (60) расположена в первой зоне (50) горения, следующую в направлении продольной оси (L) корпуса за первой зоной (50) горения вторую зону (52) горения со вторым устройством (70) подачи воздуха для горения, присоединённую к периферийной стенке (16) камеры сгорания для подачи вторичного воздуха (V) для горения с аксиальным зазором относительно первой зоны (50) горения в камеру (20) сгорания. Изобретение позволяет снизить содержание вредных веществ, в частности, доли оксида азота и доли оксида углерода, в возникающем при сгорании отработавшем газе. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Предложенное на рассмотрение изобретение относится к конструктивному узлу камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства, содержащему корпус камеры сгорания с днищем камеры сгорания и вытянутую в направлении продольной оси корпуса и окружающую продольную ось корпуса периферийную стенку камеры сгорания, причём днище камеры сгорания и периферийная стенка камеры сгорания ограничивают камеру сгорания, пористую испаряющую среду на обращённой к камере сгорания внутренней стороне периферийной стенки камеры сгорания и/или днища камеры сгорания, а также подающий трубопровод для горючего материала для подачи жидкого горючего материала в пористую испаряющую среду.
Из DE 102 00 524 С1 известен конструктивный узел камеры сгорания, у которого на днище камеры сгорания по его периферийной стенке расположена концентрично ориентированная относительно продольной оси корпуса насадка для введения воздуха для горения с большим количеством отверстий для введения воздуха для горения. На обращённой к камере сгорания внутренней стороне периферийной стенки камеры сгорания предусмотрена пористая испаряющая среда, в которую подаётся жидкий горючий материал. Подаваемый из испаряющей среды в газообразной форме в камеру сгорания горючий материал смешивается с введённым из насадки для введения воздуха для горения в камеру сгорания воздухом для горения, так что образуется смесь из воздуха для горения и горючего материала, при сгорании которой образуется передающий тепло отработавший газ.
Задача предложенного на рассмотрение изобретения состоит в создании конструктивного узла камеры сгорания и, соответственно, способа приведения в действие оснащённого таким конструктивным узлом камеры сгорания нагревательного прибора транспортного средства, у которого содержание вредных веществ, в частности, доля оксида азота и доля оксида углерода в возникающем при сгорании отработавшем газе снижена.
В соответствии с первым аспектом эта задача решается при помощи конструктивного узла камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства, содержащего:
- корпус камеры сгорания с днищем камеры сгорания и вытянутой в направлении продольной оси корпуса и окружающей продольную ось корпуса периферийной стенкой камеры сгорания, причём днище камеры сгорания и периферийная стенка камеры сгорания ограничивают камеру сгорания,
- пористую испаряющую среду на обращённой к камере сгорания внутренней стороне периферийной стенки камеры сгорания и/или днища камеры сгорания,
- подающий трубопровод для горючего материала для подачи жидкого горючего материала в пористую испаряющую среду,
- первую зону горения с первым устройством подачи воздуха для горения, присоединённую к днищу камеры сгорания для подачи первичного воздуха для горения в камеру сгорания, причём пористая испаряющая среда расположена в первой зоне горения,
- следующую в направлении продольной оси корпуса за первой зоной горения вторую зону горения со вторым устройством подачи воздуха для горения, присоединённую к периферийной стенке камеры сгорания для подачи вторичного воздуха для горения с аксиальным зазором относительно первой зоны горения в камеру сгорания.
За счёт образования двух зон горения в камере сгорания в первой зоне горения, в которой генерируется и сжигается смесь из воздуха для горения и горючего материала, при горении со сравнительно высокой температурой доля оксида азота в отработавшем газе уменьшается. Так как в первой зоне горения не происходит полного сгорания образованной там смеси, а не сгоревшая часть горючего материала и первичного воздуха или находящегося там кислорода попадает во вторую зону горения и там смешивается со вторичным воздухом, то, с одной стороны, на основании температуры введённого во вторую зону горения вторичного воздуха, и, с другой стороны, на основании большей общей доли воздуха в сжигаемой затем смеси горение во второй зоне горения при сниженной температуре горения протекает таким образом, что доля оксида углерода в отработавшем газе снижается, так что покидающий камеру сгорания и, соответственно, следующую за ней жаровую трубу, отработавший газ имеет как явно сниженное содержание оксида азота, так и явно сниженное содержание оксида углерода.
Для образования обеих зон горения предлагается, чтобы первое устройство подачи воздуха для горения содержало выступающую на днище камеры сгорания в направлении к камере сгорания насадку для введения воздуха для горения, причём в периферийной стенке и/или в смещённом к днищу камеры сгорания в направлении продольной оси корпуса днище насадки для введения воздуха для горения было предусмотрено большое количество первых отверстий для введения воздуха для горения и, чтобы второе устройство подачи воздуха для горения в аксиально смещённой к днищу насадки для введения воздуха для горения зоне периферийной стенки камеры сгорания содержало большое количество вторых отверстий для введения воздуха для горения.
Для лучшего смешивания горючего материала и воздуха для горения может быть предусмотрено, чтобы первое устройство подачи воздуха для горения в направлении потока относительно насадки для введения воздуха для горения содержало устройство для образования вихрей для введения первичного воздуха для горения с закручиванием относительно продольной оси корпуса в насадку для введения воздуха для горения и/или, чтобы второе устройство подачи воздуха для горения содержало окружающую периферийную стенку камеры сгорания камеру подачи воздуха для горения.
Для обеспечения подачи горючего материала лишь в область первой зоны горения в камеру сгорания предлагается, чтобы пористая испаряющая среда на внутренней стороне периферийной стенки камеры сгорания, от днища камеры сгорания распространялась вовне аксиально до того, как будет располагаться над насадкой для введения воздуха для горения и, чтобы вторые отверстия для введения воздуха для горения располагались с аксиальным зазором относительно пористой испаряющей среды.
Чтобы иметь возможность отрегулировать в обеих зонах горения определённые соотношения компонентов горения, которые гарантируют, что в обеих зонах горения это горение может происходить, соответственно, с подходящим для снижения выброса вредных веществ соотношением компонентов воздуха для горения и горючего материала и при оптимальных для снижения выброса вредных веществ температурах в соответствии с изобретением может быть предусмотрено, чтобы первое устройство подачи воздуха для горения и второе устройство подачи воздуха для горения были осуществлены таким образом, что от 57% до 61%, предпочтительно примерно 59%, введённого в камеру сгорания воздуха для горения входит в камеру сгорания в качестве первичного воздуха для горения, а от 39% до 43%, предпочтительно примерно 41%, введённого в камеру сгорания воздуха для горения входит в камеру сгорания в качестве вторичного воздуха для горения.
Изобретение относится далее к приводимому в действие посредством горючего материала нагревательному прибору транспортного средства, содержащему конструктивный узел камеры сгорания с описанной ранее конструкцией, насос для транспортировки горючего материала в трубопровод для подачи горючего материала и нагнетатель воздуха для горения для подачи воздуха для горения в качестве первичного воздуха для горения и вторичного воздуха для горения в камеру сгорания.
В соответствии со следующим аспектом ранее указанная конструкция осуществляется посредством способа приведения в действие осуществлённого в соответствии с изобретением нагревательного прибора транспортного средства, при котором воздух для горения и горючий материал подаются к конструктивному узлу камеры сгорания в таких количествах, что первичный воздух для горения и горючий материал подаются в первую зону горения в количественном соотношении для горения с лямбда-значением в диапазоне от 1 до 1,15, предпочтительно, примерно 1.
Процесс горения с таким количественным соотношением обеспечивает, с одной стороны, достижение необходимой для снижения доли оксида азота в отработавшем газе температуры горения в первой зоне горения, однако, с другой стороны, гарантирует то, что не может иметь место никакое полное преобразование содержащегося в первичном воздухе для горения кислорода и поданного в первую зону горения горючего материала, так что проходящий из первой зоны горения во вторую зону горения, не сгоревший первичный воздух для горения и не сгоревший горючий материал могут смешиваться со вторичным воздухом для горения и затем при меньшей температуре горения могут приводить, в основном, к полному сгоранию.
Воздух для горения и горючий материал могут далее подаваться к конструктивному узлу камеры сгорания в таких количествах, что первичный воздух для горения, и вторичный воздух для горения, и горючий материал подаются в камеру сгорания в количественном соотношении для горения с лямбда-значением в диапазоне от 1,6 до 1,8, предпочтительно, примерно 1,7. Это относящееся к общему введённому в камеру сгорания воздуху для горения и к общему введённому в камеру сгорания горючему материалу количественное соотношение гарантирует, что при имеющих место в обеих зонах горения, в основном, также в двух фазах горения при различных температурах процессах горения горючий материал при снижении содержания вредных веществ в отработавшем газе, в частности, уменьшенной доле оксида азота и доле оксида углерода может, в основном, полностью сгореть.
Предложенное на рассмотрение изобретение описывается далее со ссылкой на приложенные фигуры, на которых представлены:
фиг.1 вид продольного разреза конструктивного узла камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства,
фиг.2 вид поперечного сечения конструктивного узла камеры сгорания с фиг.1, с разрезом вдоль линии II-II на фиг.1.
На фиг.1 конструктивный узел камеры сгорания обозначенного в целом ссылочной позицией 10 нагревательного прибора транспортного средства обозначен ссылочной позицией 12. Конструктивный узел 12 камеры сгорания содержит корпус 14 камеры сгорания с продольно расположенной в направлении продольной оси L корпуса периферийной стенкой 16 камеры сгорания и с примыкающей к ней в аксиальной концевой зоне периферийной стенки 16 камеры сгорания стенкой 18 днища. Периферийная стенка 16 камеры сгорания и стенка 18 днища ограничивают камеру 20 сгорания. Периферийная стенка 16 камеры сгорания осуществлена в представленном примере цельно с жаровой трубой 22, причём в переходной зоне между периферийной стенкой 16 камеры сгорания и примыкающей к ней жаровой трубой 22 расположена жаровая заслонка 24 с центральным отверстием 26.
К периферийной стенке 16 камеры сгорания и, соответственно, к жаровой трубе 22 снаружи присоединена внешняя периферийная стенка 28. Она вместе с периферийной стенкой 16 камеры сгорания ограничивает кольцеобразно окружающую периферийную стенку 16 камеры сгорания и, соответственно, камеру 20 сгорания камеру 30 подачи воздуха для горения. На днище 18 камеры сгорания в центральной зоне или с центрированным расположением относительно продольной оси корпуса предусмотрена насадка 32 для введения воздуха для горения. Периферийная стенка 34 насадки для введения воздуха для горения примыкает к днищу 18 камеры сгорания. В удалённой от днища 18 камеры сгорания аксиальной концевой зоне периферийной стенки 34 насадки для введения воздуха для горения к ней примыкает днище 36 насадки 32 для введения воздуха для горения. Посредством большого количества следующих друг за другом в направлении периферии вокруг продольной оси корпуса предусмотренных в периферийной стенке 34 первых отверстий 38 для введения воздуха для горения и предусмотренного в днище 36 первого отверстия 40 для введения воздуха для горения насадки 32 для введения воздуха для горения открыта к камере 20 сгорания. Посредством большого количества следующих друг за другом в направлении периферии вокруг продольной оси L корпуса расположенных, к примеру, по типу кольца вторых отверстий 42 для введения воздуха для горения камера 30 подачи воздуха для горения открыта к камере сгорания.
Для подачи воздуха для горения в камеру 20 сгорания предусмотрен нагнетатель 44 воздуха для горения. Этот осуществлённый, к примеру, в виде нагнетателя с боковым каналом нагнетатель 44 воздуха для горения управляется посредством устройства 46 управления и может приводиться в действие для подачи необходимого для сгорания воздуха для горения. Часть транспортируемого через нагнетатель 44 воздуха для горения в качестве первичного воздуха VP для горения проходит через устройство 48 для образования вихрей в направлении насадки 32 для введения воздуха для горения и через первые отверстия 38, 40 для введения воздуха для горения в первую зону 50 горения камеры 20 сгорания. Другая часть или остаток транспортируемого через нагнетатель 44 воздуха для горения в качестве вторичного воздуха VS для горения проходит в камеру 30 подачи воздуха для горения и через вторые отверстия 42 для введения воздуха для горения в следующую в аксиальном направлении за первой зоной 50 горения, вторую зону 52 горения камеры 20 сгорания.
Устройство 48 для образования вихрей представлено на фиг.2 в детальном изображении. Оно содержит на расстоянии от днища 48 камеры сгорания, в основном, параллельно противолежащую ему плиту 54 днища и большое количество следующих от неё со спирали в направлении периферии друг за другом элементов 56 для проведения воздуха для горения. Они могут прилегать к обращённой от камеры 20 сгорания обратной стороне днища 18 камеры сгорания, так что между днищем 18 камеры сгорания, плитой 54 днища и элементами 56 для проведения воздуха для горения образуются соответствующие расположенные спиралеобразно каналы 58 для вхождения воздуха для горения. Входящий радиально извне в каналы 58 для вхождения воздуха для горения первичный воздух VP для горения трансформируется, таким образом, в вихревой поток и входит с завихрением, т.е., в основном, также c закручиванием, вовнутрь насадки 32 для введения воздуха для горения и через первые отверстия 38, 40 для введения воздуха для горения в первую зону 50 горения камеры 20 сгорания.
Для подачи необходимого для сгорания горючего материала в камеру 20 сгорания в первой зоне 50 горения на обращённой к камере 20 сгорания внутренней стороне периферийной стенки 16 камеры сгорания предусмотрена пористая испаряющая среда 60. Эта, изготовленная из вязаной металлической сетки, металлического трикотажного полотна, пенокерамики или из другого материала с пористой структурой, пористая испаряющая среда принимает через трубопровод 62 для подачи горючего материала подаваемый от насоса 64 для горючего материала жидкий горючий материал, разделяет его за счёт капиллярного подъёмного усилия в своей внутренней объёмной зоне и подаёт горючий материал в первой зоне 50 горения в газообразном агрегатном состоянии в камеру 20 сгорания. Этот поданный в камеру 20 сгорания горючий материал смешивается в первой зоне 50 горения с введённым в неё через первые подающие отверстия 38, 40 для горючего материала первичным воздухом VP для горения и образует, таким образом, в первой зоне 50 горения воспламеняемую или горючую смесь из горючего материала и первичного воздуха VP для горения. Для поджигания этой смеси и, тем самым, для запуска процесса горения, в представленном примере на днище 18 камеры сгорания помещён прибор 66 зажигания, к примеру, осуществлённый в виде накального зажигательного электрода, так что его термически активная зона располагается напротив пористой испаряющей среды с небольшим зазором. Прибор 66 зажигания может также, как и насос 64 для горючего материала, находится под управлением устройства 46 управления, чтобы посредством соответствующей регулировки нагнетателя 44 воздуха для горения, насоса 64 для горючего материала и прибора 66 зажигания, с одной стороны, образовывать в камере 20 сгорания пригодную для процесса горения смесь из горючего материала и воздуха для горения, а, с другой стороны, в начале процесса горения, за счёт возбуждения прибора 66 зажигания, поджигать эту смесь в первой зоне 50 горения.
При описанной ранее со ссылкой на фиг.1 конструкции конструктивного узла 12 камеры сгорания осуществлённое для подачи первичного воздуха VP для горения первое устройство 68 для подачи воздуха для горения, наряду с нагнетателем 44 воздуха для горения, содержит устройство 48 для образования вихрей и предусмотренную на днище 18 камеры сгорания насадку 32 для введения воздуха для горения с образованными в ней первыми отверстиями 38, 40 для введения воздуха для горения. Предусмотренное для подачи вторичного воздуха Vs для горения ко второй зоне 52 горения второе устройство для подачи воздуха для горения содержит, наряду с нагнетателем 44 воздуха для горения, камеру 30 подачи воздуха для горения и образующие соединение между камерой 30 подачи воздуха для горения и камерой 20 сгорания во второй зоне 52 горения вторые отверстия 42 для введения воздуха для горения.
Оба устройства 68, 70 подачи воздуха для горения осуществлены с различными образованными в них объёмными зонами, через которые проходит первичный воздух VP для горения или вторичный воздух Vs для горения, и отверстиями таким образом, что в процессе работы нагнетателя 44 воздуха для горения подаваемый через него воздух для горения таким образом разделятся на часть потока первичного воздуха VP для горения и часть потока вторичного воздуха Vs для горения, что от 57% до 61%, предпочтительно примерно 59%, всего проведённого через нагнетатель 44 воздуха для горения в качестве первичного воздуха VP для горения вводится в первую зону 50 горения, в то время как доля введённого во вторую зону 52 горения вторичного воздуха Vs для горения составляет от 39% до 43%, предпочтительно примерно 41%, всего проведённого от нагнетателем 44 воздуха для горения. Так как нагнетатель 44 воздуха для горения генерирует как поток первичного воздуха VP для горения, так и поток вторичного воздуха Vs для горения, то это разделение на оба потока определяется или регулируется, в основном, посредством возникающего в зоне соответствующего устройства 68, 70 подачи воздуха для горения сопротивления потока.
В ходе процесса горения насос 64 для горючего материала и нагнетатель 44 воздуха для горения регулируются далее таким образом, что введённый в первую зону 50 горения первичный воздух VP для горения и закачанный в пористую испаряющую среду 60 и через неё в первую зону 50 горения горючий материала имеет количественное соотношение, которое приводит или привело бы к сгоранию с лямбда-значением в диапазоне 1 до 1,5, предпочтительно 1. Это означает, что, в принципе, в первой зоне 50 горения горючий материал и первичный воздух VP для горения могли бы полностью сгореть друг с другом, без необходимости подачи к сгоревшего горючему материалу в камере 20 сгорания вышедшего из её отработавшего газа. Вследствие непрерывной подачи горючего материала и первичного воздуха VP для горения, существует, однако, соответствующий непрерывный поток генерированной в первой зоне 50 горения смеси из первой зоны 50 горения во вторую зону 52 горения. Это означает, что не вся сформированная в первой зоне 50 горения, в основном, со стехиометрическим соотношением компонентов смесь сжигается в первой зоне 50 горения. Часть генерированной в первой зоне 50 горения смеси выходит из, в основном, также заканчивающейся в аксиальной концевой зоне пористой испаряющей среды 60 первой зоны 50 горения в следующую за ней вторую зону 52 горения и смешивается там с поданным через вторые отверстия 42 для введения воздуха для горения вторичным воздухом Vs для горения. Таким образом, возникает избыток воздуха и, соответственно, кислорода, что приводит во второй зоне 52 горения или же далее в направлении потока в следующей за ней жаровой трубе 22 к сгоранию бедной смеси. В общем, воздух для горения и горючий материал вводятся в камеру 20 сгорания в количественном соотношении, которое соответствует сгоранию с лямбда-значением в диапазоне примерно 1,7 или приводит к такому сгоранию.
При помощи ранее описанного принципа работы конструктивного узла 12 камеры сгорания или содержащего его нагнетателя 44 воздуха для горения в первой зоне горения посредством образованной там, в основном, стехиометрической смеси из горючего материала и первичного воздуха VP для горения достигается температура горения в диапазоне от 1.000 до 1.050°С. Такая высокая температура горения приводит к тому, что в образующемся при этом отработавшем газе сохраняется лишь небольшая доля оксида азота. Введённый при обтекании периферийной стенки 16 камеры сгорания во вторую зону 52 горения вторичный воздух Vs для горения при вхождении во вторую зону 52 горения будет иметь температуру в несколько 100°С ниже температуры горения в первой зоне 50 горения, к примеру, температуру в диапазоне от 400 до 500°С. Также с учётом ранее заданного количественного соотношения первичного воздуха VP для горения и вторичного воздуха Vs для горения это приводит во второй зоне 52 горения к нисходящему сгоранию при существенно меньшей температуре в диапазоне примерно от 700 до 800°С. Это нисходящее сгорание при меньшей температуре приводит к существенному снижению доли окиси углерода в отработавшем газе, так что посредством нисходящего при двух различных температурах горения в обеих зонах 50, 52 горения двухступенчатого процесса горения можно добиться, с одной стороны, небольшой доли оксида азота, а, с другой стороны, небольшой доли оксида углерода в отработавшем газе. Важным является для этого, с одной стороны, определённое разделение потока воздуха для горения на первичный воздух VP для горения и вторичный воздух Vs для горения, чтобы в обеих зонах 50, 52 горения иметь возможность сформировать соответствующие необходимые массы воздуха для горения или кислорода, а, с другой стороны, подать, в основном, стехиометрическую смесь или смесь с небольшим количеством бедной смеси из первичного воздуха VP для горения и горючего материала в первой зоне горения.
За счёт регулировки соотношений потока или сопротивлений потока и, таким образом, разделения потока воздуха для горения на первичный воздух VP для горения и вторичный воздух Vs для горения, становится возможным оказывать воздействие на температуру горения, в частности, во второй зоне 52 горения, или регулировать её соответствующим образом для соответствующего типа нагревательного прибора 10 транспортного средства, к примеру, также в зависимости от предоставляемой им теплопроизводительности. При этом конструктивное осуществление конструктивного узла 12 камеры сгорания, в частности, с обеспечивающими присоединение к другим зонам системы компонентами соответствует стандартной конструкции, так что осуществлённый в соответствии с изобретением конструктивный узел 12 камеры сгорания в качестве сменного конструктивного узла камеры сгорания может быть встроен в уже существующие нагревательные приборы транспортных средств, чтобы и там иметь возможность получить определённым образом затухающий в двух зонах горения режим горения и, тем самым, снижение выброса вредных веществ.

Claims (13)

1. Конструктивный узел камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства, содержащий:
- корпус (14) камеры сгорания с днищем (18) камеры сгорания и вытянутой в направлении продольной оси (L) корпуса и окружающей продольную ось (L) корпуса периферийной стенкой (16) камеры сгорания, причём днище (18) камеры сгорания и периферийная стенка (16) камеры сгорания ограничивают камеру (20) сгорания,
- пористую испаряющую среду (60) на обращённой к камере (20) сгорания внутренней стороне периферийной стенки (16) камеры сгорания и/или днища (18) камеры сгорания,
- подающий трубопровод (62) для горючего материала для подачи жидкого горючего материала в пористую испаряющую среду (60),
- первую зону (50) горения с первым устройством (68) подачи воздуха для горения, присоединённую к днищу (18) камеры сгорания для подачи первичного воздуха (VP) для горения в камеру (20) сгорания, причём пористая испаряющая среда (60) расположена в первой зоне (50) горения,
- следующую в направлении продольной оси (L) корпуса за первой зоной (50) горения вторую зону (52) горения со вторым устройством (70) подачи воздуха для горения, присоединённую к периферийной стенке (16) камеры сгорания для подачи вторичного воздуха (VS) для горения с аксиальным зазором относительно первой зоны (50) горения в камеру (20) сгорания.
2. Конструктивный узел камеры сгорания по п.1, отличающийся тем, что первое устройство (68) подачи воздуха для горения содержит выступающую на днище (18) камеры сгорания в направлении к камере (20) сгорания насадку (32) для введения воздуха для горения, причём в периферийной стенке (34) и/или в смещённом к днищу (18) камеры сгорания в направлении продольной оси (L) корпуса днище (36) насадки (32) для введения воздуха для горения предусмотрено большое количество первых отверстий (38, 40) для введения воздуха для горения и, что второе устройство (70) подачи воздуха для горения в аксиально смещённой к днищу (36) насадки (32) для введения воздуха для горения зоне периферийной стенки (16) камеры сгорания содержит большое количество вторых отверстий (42) для введения воздуха для горения.
3. Конструктивный узел камеры сгорания по п.2, отличающийся тем, что первое устройство (68) подачи воздуха для горения в направлении потока относительно насадки (32) для введения воздуха для горения содержит устройство (48) для образования вихрей для введения первичного воздуха (VP) для горения с закручиванием относительно продольной оси (L) корпуса в насадку (32) для введения воздуха для горения и/или, что второе устройство (70) подачи воздуха для горения содержит окружающую периферийную стенку (16) камеры сгорания камеру (30) подачи воздуха для горения.
4. Конструктивный узел камеры сгорания по п.2 или 3, отличающийся тем, что пористая испаряющая среда (60) на внутренней стороне периферийной стенки (16) камеры сгорания, от днища (18) камеры сгорания распространяется вовне аксиально до того, как будет располагаться над насадкой (32) для введения воздуха для горения, и что вторые отверстия (42) для введения воздуха для горения расположены с аксиальным зазором относительно пористой испаряющей среды (60).
5. Конструктивный узел камеры сгорания по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первое устройство (68) подачи воздуха для горения и второе устройство (70) подачи воздуха для горения осуществлены таким образом, что от 57% до 61%, предпочтительно примерно 59%, введённого в камеру (20) сгорания воздуха для горения входит в камеру (20) сгорания в качестве первичного воздуха (VP) для горения, а от 39% до 43%, предпочтительно примерно 41%, введённого в камеру (20) сгорания воздуха для горения входит в камеру (20) сгорания в качестве вторичного воздуха (VS) для горения.
6. Нагревательный прибор транспортного средства, приводимый в действие посредством горючего материала, содержащий конструктивный узел (12) камеры сгорания по любому из предыдущих пунктов, насос (64) для транспортировки горючего материала в трубопровод (62) для подачи горючего материала и нагнетатель (44) воздуха для горения для подачи воздуха для горения в качестве первичного воздуха (VP) для горения и вторичного воздуха (VS) для горения в камеру (20) сгорания.
7. Способ приведения в действие нагревательного прибора транспортного средства по п.6, при котором воздух для горения и горючий материал подают к конструктивному узлу (12) камеры сгорания в таких количествах, что первичный воздух (VP) для горения и горючий материал подают в первую зону (50) горения в количественном соотношении для горения с лямбда-значением в диапазоне от 1 до 1,15, предпочтительно, примерно 1.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что воздух для горения и горючий материал подают к конструктивному узлу (12) камеры сгорания в таких количествах, что первичный воздух (VP) для горения, и вторичный воздух (VS) для горения, и горючий материал подают в камеру (20) сгорания в количественном соотношении для горения с лямбда-значением в диапазоне от 1,6 до 1,8, предпочтительно, примерно 1,7.
RU2019139831A 2018-12-07 2019-12-06 Конструктивный узел камеры сгорания RU2720877C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018131253.9A DE102018131253A1 (de) 2018-12-07 2018-12-07 Brennkammerbaugruppe
DE102018131253.9 2018-12-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720877C1 true RU2720877C1 (ru) 2020-05-13

Family

ID=68762522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019139831A RU2720877C1 (ru) 2018-12-07 2019-12-06 Конструктивный узел камеры сгорания

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200182456A1 (ru)
EP (1) EP3663669B1 (ru)
CN (1) CN111288439B (ru)
CA (1) CA3064249C (ru)
DE (1) DE102018131253A1 (ru)
PL (1) PL3663669T3 (ru)
RU (1) RU2720877C1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019135786A1 (de) * 2019-12-24 2021-06-24 Webasto SE Strömungsleitelement, Strömungsleitsystem und Heizvorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10200524C1 (de) * 2002-01-09 2003-06-12 Eberspaecher J Gmbh & Co Brennkammerbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
RU2578779C1 (ru) * 2013-10-14 2016-03-27 Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг Блок днища для блока камеры сгорания испарительной горелки и блок камеры сгорания испарительной горелки
RU2669539C1 (ru) * 2016-09-15 2018-10-11 Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг Конструктивный узел камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4328790C2 (de) * 1993-08-26 1999-08-19 Eberspaecher J Gmbh & Co Brenner eines Fahrzeugheizgeräts
WO1995031348A1 (de) * 1994-05-13 1995-11-23 Firma J. Eberspächer Brennkammer eines brenners für ein fahrzeugheizgerät oder für einen abgas-partikelfilter
DE19507556B4 (de) * 1994-10-20 2004-12-30 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Starten eines Brenners für ein Fahrzeugheizgerät oder einen Partikelfilter-Regenerator
US5692095A (en) * 1995-05-10 1997-11-25 Allports, Inc. Capillary feed boiler
DE19717544A1 (de) * 1997-04-25 1998-10-29 Eberspaecher J Gmbh & Co Verdampferbrenner für ein Heizgerät oder eine thermische Regeneration eines Abgas-Partikelfilters
DE19750964A1 (de) * 1997-11-18 1999-05-20 Eberspaecher J Gmbh & Co Brennkammerherstellungsverfahren sowie hiernach gefertigte Brennkammer eines Fahrzeug-Heizgeräts
DE102006018362A1 (de) * 2006-04-20 2007-10-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verfahren zum Betreiben eines brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerätes
DE102006024221A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-29 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Verdampferbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät oder eine Reformeranordnung eines Brennstoffzellensystems
DE102010042184A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Brennkammerbaugruppe für ein Fahrzeugheizgerät
DE102012101576A1 (de) * 2012-02-27 2013-08-29 Webasto Ag Verdampferbrenner mit Abdeckung für ein mobiles Heizgerät
DE102014103813A1 (de) * 2014-03-20 2015-09-24 Webasto SE Verdampferbrenneranordnung für ein mobiles, mit flüssigem Brennstoff betriebenes Heizgerät
DE102016120328A1 (de) * 2016-09-08 2018-03-08 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Fahrzeugheizsystem und Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugheizsystems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10200524C1 (de) * 2002-01-09 2003-06-12 Eberspaecher J Gmbh & Co Brennkammerbaugruppe, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
RU2578779C1 (ru) * 2013-10-14 2016-03-27 Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг Блок днища для блока камеры сгорания испарительной горелки и блок камеры сгорания испарительной горелки
RU2669539C1 (ru) * 2016-09-15 2018-10-11 Эбершпехер Клаймит Контрол Системз Гмбх Унд Ко. Кг Конструктивный узел камеры сгорания для приводимого в действие посредством горючего материала нагревательного прибора транспортного средства

Also Published As

Publication number Publication date
CA3064249A1 (en) 2020-06-07
PL3663669T3 (pl) 2021-12-27
DE102018131253A1 (de) 2020-06-10
EP3663669A1 (de) 2020-06-10
CA3064249C (en) 2022-06-28
CN111288439B (zh) 2022-04-08
EP3663669B1 (de) 2021-07-21
US20200182456A1 (en) 2020-06-11
CN111288439A (zh) 2020-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101027522B (zh) 燃烧方法和装置
US5361586A (en) Gas turbine ultra low NOx combustor
US7758337B2 (en) Burner device with a porous body
US4240784A (en) Three-stage liquid fuel burner
US20050076648A1 (en) Method and apparatus for injecting a fuel into a combustor assembly
US6966186B2 (en) Non-catalytic combustor for reducing NOx emissions
JPH07208744A (ja) 燃焼装置
JP2011523013A (ja) 低窒素酸化物炉用燃料噴射器
EP1809948A2 (en) Method and apparatus for radiant tube combustion
RU2010144537A (ru) Разделение топлива в горелке
RU2720877C1 (ru) Конструктивный узел камеры сгорания
JPS5925921B2 (ja) バ−ナ用の混合装置
JPH0442564B2 (ru)
US4255116A (en) Prevaporizing burner and method
US4052144A (en) Fuel combustor
US9964302B2 (en) Fuel injection system for use in a catalytic heater and reactor for operating catalytic combustion of liquid fuels
US4021191A (en) Reduction of pollutants in gaseous hydrocarbon combustion products
RU2665009C1 (ru) Двухконтурная горелка
RU2106574C1 (ru) Горелочное устройство
JPH07225010A (ja) 燃焼器
US7624578B2 (en) Method and apparatus for generating combustion products within a gas turbine engine
SU859762A1 (ru) Способ сжигани газообразного топлива и устройство дл его осуществлени
RU2243447C2 (ru) Горелка
RU2122154C1 (ru) Способ повышения энергетических и экологических показателей горелочных устройств и устройство для его реализации
GB2100852A (en) Fuel and air injectors for use in gas turbine engines

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20210212