專利名稱：具有改進(jìn)的燃料供給部件、改進(jìn)的隔熱罩和改進(jìn)的擋板的用于加熱器的燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于尤其是機(jī)動(dòng)車輛所用的加熱器的燃燒器，其包括大致軸對(duì)稱的燃燒室、用于供給和霧化燃料的燃燒器噴嘴、起動(dòng)區(qū)、位于所述燃燒器噴嘴與所述燃燒室之間的隔熱罩、和位于所述燃燒室中的擋板，所述燃燒器噴嘴具有用于將燃料供給到所述燃燒室的燃料針和用于將燃燒空氣供給到所述燃燒室的燃燒空氣供給部件，燃料在所述起動(dòng)區(qū)中引燃起動(dòng)所述燃燒器，所述隔熱罩具有用于將次級(jí)空氣供給到所述燃燒室的開(kāi)口。
背景技術(shù)：
也稱作霧化燃燒器或噴霧燃燒器的這些燃燒器尤其是用于機(jī)動(dòng)車輛所用的輔助加熱器和獨(dú)立加熱器中。
這些燃燒器具有眾多要求，尤其有關(guān)可靠和高度無(wú)排放起動(dòng)性能以及穩(wěn)定燃燒運(yùn)行。而且，需要努力構(gòu)建可用于不同安裝位置的加熱器。
在起動(dòng)性能方面，各種運(yùn)行參數(shù)必須相互匹配。一方面，必須在燃燒器起動(dòng)的過(guò)程中使起動(dòng)區(qū)可得到相對(duì)豐富的燃料-空氣混合物，然而，另一方面，又需要充足量的初級(jí)燃燒空氣，以確保將燃料從燃料針運(yùn)送到起動(dòng)區(qū)。
允許加熱器具有不同的安裝位置的要求與涉及起動(dòng)性能的問(wèn)題相關(guān)聯(lián)。具體地講，為了能夠?qū)⑷剂线\(yùn)送到起動(dòng)區(qū)而具有很少的初級(jí)空氣供給，過(guò)去不得不容忍使出口指向下方地定向燃料針；這導(dǎo)致了整個(gè)燃燒器不得不安裝在垂直的安裝位置上。
為了確保燃燒器的穩(wěn)定的燃燒運(yùn)行，此外還必須滿足相互矛盾的要求。一方面，總是要求燃料和空氣良好混合，而另一方面，尤其是在起動(dòng)階段，在火焰的芯區(qū)又會(huì)不良地引起過(guò)高的空氣比例和過(guò)厲害的旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的所述問(wèn)題，尤其是能夠在不同的安裝位置獲得具有很少濃煙的可靠和低排放的起動(dòng)性能。
所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的有利改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中給出。
本發(fā)明是基于一類燃燒器，通過(guò)選擇燃料針的內(nèi)徑，燃料的流出速度被預(yù)定成在燃燒器的起動(dòng)階段基本上為未霧化形式的燃料到達(dá)起動(dòng)區(qū)，開(kāi)口配備有空氣引導(dǎo)元件，以及擋板具有限定在軸向上的彎曲部。與現(xiàn)有技術(shù)的加熱器中的燃料針相比，通過(guò)減小燃料針的內(nèi)徑，在相同的燃料輸送體積下，燃料的流出速度增大。通過(guò)對(duì)于任何安裝位置采用這種方式，從燃料針出口的燃料噴射均可到達(dá)起動(dòng)區(qū)。特別地，對(duì)于小的初級(jí)空氣量來(lái)說(shuō)，供給的初級(jí)空氣應(yīng)僅具有很小的角動(dòng)量，基本上未霧化的燃料噴射可到達(dá)起動(dòng)區(qū)。從而，燃燒器可靠地起動(dòng)，并且明顯減少了起動(dòng)過(guò)程中濃煙的形成。隔熱罩從根本上有益于保護(hù)噴嘴和燃料供給部件免受燃燒室中的熱量。而且，次級(jí)空氣經(jīng)由隔熱罩供給到燃燒空間。通過(guò)次級(jí)空氣供給部件的開(kāi)口設(shè)有空氣引導(dǎo)元件，所述次級(jí)空氣可以以受控的方式供給，從而，無(wú)論對(duì)于起動(dòng)運(yùn)行還是對(duì)于連續(xù)運(yùn)行來(lái)說(shuō)，均可以以指定的方式影響燃燒運(yùn)行。對(duì)于制成平的現(xiàn)有技術(shù)擋板來(lái)說(shuō)，不是這種情況，這是由于可出現(xiàn)不利地影響燃燒器的燃燒性能的溫度誘導(dǎo)的形狀變化。
優(yōu)選地，燃料針的內(nèi)徑在0.5和0.7mm之間。與內(nèi)徑在0.8mm左右的現(xiàn)有技術(shù)的燃料針的流出速度相比，內(nèi)徑在0.5和0.7mm之間的流出速度可幾乎加倍或甚至達(dá)到兩倍以上。
尤其優(yōu)選地，燃料針的內(nèi)徑約為0.6mm。在所述內(nèi)徑下，在滿載運(yùn)行時(shí)，即在0.5kg/h的燃料質(zhì)量流量下，0.6m/s以上的流出速度是可能的，而對(duì)于0.8mm的內(nèi)徑，流出速度在0.35m/s左右。在部分載荷運(yùn)行時(shí)，即對(duì)于0.2kg/h的燃料質(zhì)量流量來(lái)說(shuō)，流出速度從約0.14m/s升至約0.25m/s。對(duì)于相應(yīng)地選擇結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或運(yùn)行參數(shù)，甚至使用內(nèi)徑約為0.8mm的傳統(tǒng)燃料針也可實(shí)現(xiàn)當(dāng)加熱器正在起動(dòng)時(shí)到達(dá)起動(dòng)區(qū)的基本上未霧化噴射的目標(biāo)。
起動(dòng)區(qū)被制成點(diǎn)火元件伸入其中的起動(dòng)室是有益的。燃燒室的壁可以所述方式包圍點(diǎn)火元件。在起動(dòng)運(yùn)行中，“彈道式”的燃料噴射此時(shí)可使燃料弄濕點(diǎn)火元件和燃燒室壁，從而，燃燒室壁和相鄰的構(gòu)件在它們加熱之后用作壁蒸發(fā)器。
空氣引導(dǎo)元件通過(guò)突出部形成是有益的，所述突出部與隔熱罩整體制成，并沿著燃燒室的方向伸出。所述隔熱罩可容易地例如通過(guò)使突出部由V形沖壓工具形成、在沖壓工序之后或使用沖壓工序使突出部彎出隔熱罩的平面。
還對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了有益的改進(jìn)，即突出部被制成與隔熱罩的表面和/或隔熱罩的半徑成不同的角度。如果突出部幾乎垂直于隔熱罩的半徑延伸，則產(chǎn)生強(qiáng)的角動(dòng)量，而與半徑成較小的角度的突出部產(chǎn)生較小的角動(dòng)量。與隔熱罩的表面成小角度的突出部產(chǎn)生具有大的徑向分量和小的軸向分量的空氣流，而對(duì)于與隔熱罩的表面成大的角度的突出部來(lái)說(shuō)，軸向分量占優(yōu)勢(shì)。通過(guò)采用這種方式，可以使次級(jí)空氣以低的角動(dòng)量進(jìn)入到火焰形成的芯區(qū)。通過(guò)采用這種方式，一方面，供給了燃燒所需的空氣；但沒(méi)有不利地影響火焰的穩(wěn)定性的過(guò)大角動(dòng)量。特別地，次級(jí)空氣可根據(jù)各個(gè)空氣引導(dǎo)元件的排列而分流。
根據(jù)另一實(shí)施例，突出部根據(jù)與隔熱罩的表面和/或隔熱罩的半徑成基本上相同的角度而分組。燃燒室中限定的流動(dòng)狀態(tài)通過(guò)突出部的集體排列形成。
此外，本發(fā)明有益地這樣實(shí)施，即，燃燒器具有燃盡區(qū)，且供給到燃盡區(qū)的次級(jí)空氣比供給到起動(dòng)區(qū)的次級(jí)空氣具有更高的角動(dòng)量。期望燃盡區(qū)中有高的角動(dòng)量。特別地，徑向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)逆流區(qū)增強(qiáng)了燃盡效果，并使得燃燒室容積得到有效利用。
優(yōu)選地，在燃盡區(qū)的方向上具有彎曲部。通過(guò)采用這種方式，可在起動(dòng)室的區(qū)域中獲得充足的空間。而且，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在燃盡區(qū)的方向上的彎曲部不會(huì)對(duì)該區(qū)中的流動(dòng)性能產(chǎn)生不利影響。特別地，顯著的旋轉(zhuǎn)逆流區(qū)在燃盡區(qū)的徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中得到維持。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，擋板的外周限定了一個(gè)平面，且擋板至所述平面的最大軸向距離與擋板的直徑之比在0.07和0.21之間。擋板上弓彎最歷害的點(diǎn)在徑向坐標(biāo)上優(yōu)選基本上處于結(jié)構(gòu)的中心處。所述點(diǎn)至擋板的外周所限定的平面的軸向距離被限定成與所述直徑成指定比例。
就此而言，特別優(yōu)選地，擋板至平面的最大軸向距離與擋板的直徑之比約為0.14。例如，擋板的直徑約為40mm，彎曲部具有約5.7mm的值。
本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)，即具有出口橫截面減小的燃料針的新穎的燃料供給部件、具有空氣引導(dǎo)元件的新穎的隔熱罩、以及新穎的彎曲擋板可大大改善燃燒器的運(yùn)行性能。這尤其涉及起動(dòng)性能、燃燒器運(yùn)行的穩(wěn)定性和燃燒器在機(jī)動(dòng)車輛中多種可能的安裝位置。


參看使用優(yōu)選實(shí)施例的附圖借助于實(shí)例描述本發(fā)明。
圖1示出了本發(fā)明要求保護(hù)的燃燒器的剖視圖；圖2示出了插入有隔熱罩的燃燒器凸緣的透視圖；以及圖3示出了隔熱罩的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所作的描述中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相當(dāng)?shù)臉?gòu)件。
圖1示出了本發(fā)明要求保護(hù)的燃燒器的剖視圖。本發(fā)明要求保護(hù)的燃燒器10具有噴嘴12，所述噴嘴12牢固地結(jié)合在隔熱罩24上。隔熱罩24與燃燒室管40一同限定了燃燒室22，所述燃燒室管40連接在隔熱罩24上。燃燒室管40由形成燃燒器凸緣的外管42包圍著。火焰管38連接在所述外管42上。隔熱罩24與燃燒室管40之間的連接或燃燒室管40、外管42與火焰管38之間的連接通常為焊接。燃燒器噴嘴12上具有燃料供給部件50，所述燃料供給部件50具有用于供給燃料的金屬管52和用于將燃料注入燃燒室22的燃料針14。而且，在燃燒器噴嘴的區(qū)域16中具有用于將初級(jí)燃燒空氣供給到燃燒器噴嘴12的通道，所述初級(jí)燃燒空氣流過(guò)燃料針14，以便隨后在燃燒室的方向上沿著燃燒器噴嘴12的徑向變寬的空氣引導(dǎo)部流動(dòng)并最后流入燃燒室22?？諝庖龑?dǎo)部的徑向變寬由于文丘里(Venturi)效應(yīng)而改善了霧化。在燃燒室22內(nèi)還具有擋板36，所述擋板36具有有利的彎曲部。在燃盡區(qū)32的方向上的所述彎曲部是有利的，這是由于通過(guò)這種方式防止了擋板36的形狀產(chǎn)生熱誘導(dǎo)自發(fā)變化。而且，通過(guò)在燃盡區(qū)32的方向上彎曲擋板36，可獲得充足的空間來(lái)提供給起動(dòng)室18。限定了起動(dòng)室18的壁焊在擋板36上。
圖2示出了插入有隔熱罩的燃燒器凸緣的透視圖，圖3示出了隔熱罩的透視圖。而且，下面同樣也參看了圖1所示的燃燒器構(gòu)件。隔熱罩24具有中心開(kāi)口48，已從噴嘴12傳送的燃料-空氣混合物通過(guò)所述中心開(kāi)口進(jìn)入燃燒室。此外，具有供點(diǎn)火元件20通過(guò)的側(cè)向布置的開(kāi)口34。在隔熱罩24上還具有連接銷44、46，噴嘴12連接在它們上。隔熱罩24還具有許多開(kāi)口26，次級(jí)空氣可通過(guò)所述開(kāi)口26進(jìn)入燃燒室22。在隔熱罩24面向燃燒室22的一側(cè)具有三角形空氣引導(dǎo)元件28、30。所述空氣引導(dǎo)元件基于與隔熱罩24的半徑成不同的角度而使次級(jí)空氣分流。部件部分地以附圖標(biāo)記28表示的第一組空氣引導(dǎo)元件與隔熱罩24的半徑成大的角度排列，即它們的排列基本上或幾乎是正切的。基于所述排列，通過(guò)相應(yīng)開(kāi)口26的具有以箭頭所示流出方向的次級(jí)空氣將以大的角動(dòng)量經(jīng)過(guò)擋板36溢出到燃盡區(qū)32。
具有大的角動(dòng)量的所述空氣在燃盡區(qū)32的徑向遠(yuǎn)端區(qū)域中流入燃燒室22的后部區(qū)域，即流入燃燒室22遠(yuǎn)離隔熱罩24面向的區(qū)域，然后沿?fù)醢?6的方向在中心區(qū)域高度旋轉(zhuǎn)返回。從而，在燃盡區(qū)32中出現(xiàn)氣體成分的有利混合。另一組空氣引導(dǎo)元件30與隔熱罩24的半徑成較小的角度排列。這些空氣引導(dǎo)元件部分地以附圖標(biāo)記30表示。而且，這些空氣引導(dǎo)元件30與隔熱罩24的表面成的角度比空氣引導(dǎo)元件28所成的角度小。從而，這些空氣引元件30使具有另一箭頭所示流出方向的次級(jí)空氣以較低角動(dòng)量傳送到火焰的芯區(qū)；這特別有益于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的燃燒室性能。
因此，可得到一種新穎的噴霧燃燒器，其在可能的安裝位置、起動(dòng)性能和連續(xù)運(yùn)行中的性能方面得到了改進(jìn)。而且，避免了溫度誘導(dǎo)的擋板形狀的改變方面的問(wèn)題。
以上的說(shuō)明書(shū)、附圖和權(quán)利要求中所公開(kāi)的本發(fā)明的特征中的單個(gè)特征和它們的任何組合對(duì)本發(fā)明的實(shí)施來(lái)說(shuō)都是重要的。
附圖標(biāo)記列表10燃燒器12燃燒器噴嘴14燃料針16燃燒空氣供給部件18起動(dòng)區(qū)20點(diǎn)火元件22燃燒室
24隔熱罩26開(kāi)口28空氣引導(dǎo)元件30空氣引導(dǎo)元件32燃盡區(qū)34開(kāi)口36擋板38火焰管40燃燒室管42外管44連接銷46連接銷48開(kāi)口50燃料供給部件53金屬管
權(quán)利要求
1.一種用于尤其是機(jī)動(dòng)車輛所用的加熱器的燃燒器，包括大致軸對(duì)稱的燃燒室(22)；用于供給和霧化燃料的燃燒器噴嘴(12)，其具有用于將燃料供給到燃燒室(22)的燃料針(14)和用于將燃燒空氣供給到所述燃燒室的燃燒空氣供給部件(16)；起動(dòng)區(qū)(18)，燃料在所述起動(dòng)區(qū)中引燃以起動(dòng)所述燃燒器；位于所述燃燒器噴嘴和所述燃燒室之間的隔熱罩，所述隔熱罩具有用于將次級(jí)空氣供給到所述燃燒室的開(kāi)口；以及位于所述燃燒室中的擋板；其特征在于通過(guò)選擇燃料針(14)的內(nèi)徑，燃料的流出速度被預(yù)定成在燃燒器(10)的起動(dòng)階段基本上為未霧化形式的燃料到達(dá)起動(dòng)區(qū)(18)；所述開(kāi)口配備有空氣引導(dǎo)元件；以及所述擋板具有限定在軸向上的彎曲部。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，燃料針(14)的內(nèi)徑在0.5和0.7mm之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燃燒器，其特征在于，燃料針(14)的內(nèi)徑約為0.6mm。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，所述起動(dòng)區(qū)被制成點(diǎn)火元件(20)伸入其中的起動(dòng)室(18)。
5.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，所述空氣引導(dǎo)元件由突出部(28，30)形成，所述突出部與所述隔熱罩整體制成、并沿所述燃燒室的方向伸出。
6.如權(quán)利要求5所述的燃燒器，其特征在于，突出部(28，30)與所述隔熱罩的表面和/或隔熱罩(24)的半徑成不同角度形成。
7.如權(quán)利要求5或6所述的燃燒器，其特征在于，突出部(28，30)根據(jù)與隔熱罩(24)的表面和/或所述隔熱罩的半徑成基本上相同的角度而分組。
8.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，燃燒器(10)具有燃盡區(qū)(32)；以及供給到所述燃盡區(qū)的次級(jí)空氣比供給到所述起動(dòng)區(qū)的次級(jí)空氣具有更高的角動(dòng)量。
9.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，隔熱罩(24)具有供所述點(diǎn)火元件通過(guò)的開(kāi)口(34)。
10.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，具有在燃盡區(qū)(30)方向上的擋板(36)的彎曲部。
11.如前面權(quán)利要求中任一所述的燃燒器，其特征在于，所述擋板的外周限定了一個(gè)平面；以及所述擋板至所述平面的最大軸向距離與所述擋板的直徑之比在0.07和0.21之間。
12.如權(quán)利要求11所述的燃燒器，其特征在于，擋板(36)至所述平面的最大軸向距離與擋板(36)的直徑之比約為0.14。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于尤其機(jī)動(dòng)車輛所用的加熱裝置的燃燒器，包括大致軸對(duì)稱的燃燒室(22)；用于導(dǎo)入和霧化燃料的燃燒器噴嘴(12)，其具有用于將燃料導(dǎo)入到燃燒室(22)的燃料針(14)和用于將燃燒空氣導(dǎo)入到燃燒室的燃燒空氣入口(16)；起動(dòng)區(qū)(18)，燃料在所述起動(dòng)區(qū)中引燃以起動(dòng)燃燒器(10)；位于燃燒器噴嘴(12)和燃燒室(22)之間的隔熱罩(24)，所述隔熱罩包括用于將次級(jí)空氣引導(dǎo)到燃燒室的開(kāi)口(28，30)；以及布置在燃燒室中的碰撞盤(36)。根據(jù)本發(fā)明，燃料的流出速度通過(guò)選擇燃料針(14)的內(nèi)徑確定，使得在燃燒器(10)的起動(dòng)階段燃料以基本上未霧化的形式到達(dá)起動(dòng)區(qū)(18)，且開(kāi)口設(shè)有空氣引導(dǎo)元件(28，30)，碰撞盤(36)在軸向上具有給定的圓頂部。
文檔編號(hào)F23D11/24GK101080595SQ200580043326
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者M·珀納, F·維德曼, S·韋伯, J·斯蒂芬斯 申請(qǐng)人:韋巴斯托股份公司