在以液體燃料操作的移動式加熱裝置中，通常使用蒸發(fā)式燃燒器，液體燃料在蒸發(fā)式燃燒器中蒸發(fā)，蒸發(fā)后的燃料與被供應(yīng)的燃燒空氣混合而形成燃料-空氣混合物，并且隨后發(fā)生反應(yīng)釋放熱量。

本文中，“移動式加熱裝置”應(yīng)理解為是指被設(shè)計(jì)并且相應(yīng)地適于在移動式應(yīng)用中使用的加熱裝置。特別地這意味著所述加熱裝置是可運(yùn)輸?shù)?可能是固定安裝在車輛中或僅僅被容置于其中進(jìn)行運(yùn)輸)并且不排外地被設(shè)計(jì)為用于永久靜態(tài)使用，比如在建筑的加熱系統(tǒng)實(shí)例中。這里，移動式加熱裝置也可被固定安裝在車輛(陸地車輛，輪船等)中，尤其是在陸地車輛中。所述移動式加熱裝置可特別地被設(shè)計(jì)用于車輛內(nèi)艙、例如陸地車輛內(nèi)艙，船只或飛機(jī)的加熱，以及用于部分敞開的空間的加熱，這樣的空間比如可以在輪船上、特別是快艇上見到。移動式加熱裝置也可以以靜態(tài)方式臨時(shí)性使用，例如在大帳篷、容器(例如建筑容器)等中。特別地，移動式加熱裝置可被設(shè)計(jì)為獨(dú)立于發(fā)動機(jī)的加熱器或輔助加熱器，用于陸地車輛，例如用于大篷車，旅宿車，公共汽車，乘用車輛等。

根據(jù)許多國家的環(huán)境方面以及相應(yīng)法規(guī)規(guī)定，最小化移動式加熱裝置的廢氣排放越來越重要。特別是在用于移動式加熱裝置的蒸發(fā)式燃燒器的情況下，試圖在各種各樣的外部邊界環(huán)境下以及利用不同的加熱功率水平、在每種情況下以可能的最高效方式以及以低廢氣排放實(shí)現(xiàn)操作是很困難的。

本發(fā)明的目的是提供一種用于以液體燃料操作的移動式加熱裝置的改進(jìn)的蒸發(fā)式燃燒器，并且提供具有所述類型的蒸發(fā)式燃燒器的改進(jìn)的車輛加熱裝置，特別是在各種各樣的外部邊界環(huán)境下，這允許以非常低的排放操作。

此目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于以液體燃料操作的移動式加熱裝置的蒸發(fā)式燃燒器得以實(shí)現(xiàn)。有利的改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中詳細(xì)列出。

一種蒸發(fā)式燃燒器具有下述：混合物制備區(qū)域，用于使燃料與燃燒空氣混合而形成燃料-空氣混合物；燃料供應(yīng)源，用于向混合物制備區(qū)域供應(yīng)液體燃料；燃燒空氣供應(yīng)源，用于向混合物制備區(qū)域供應(yīng)燃燒空氣；至少一個(gè)蒸發(fā)表面，液體燃料被供應(yīng)至所述蒸發(fā)表面用于液體燃料的蒸發(fā)；反應(yīng)區(qū)域，其相對于液流來說布置在混合物制備區(qū)域的下游，并且用于燃料-空氣混合物的反應(yīng)以形成燃燒排氣，同時(shí)釋放熱量；和排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)，用于使燃燒排氣再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)。

這里，混合物制備區(qū)域應(yīng)理解為是指蒸發(fā)式燃燒器的下述區(qū)域，在此區(qū)域中在蒸發(fā)式燃燒器的正常加熱操作過程中，蒸發(fā)的燃料與燃燒空氣發(fā)生混合，但不會形成火焰。燃料-空氣混合物的具有優(yōu)勢的制備可發(fā)生在混合物制備區(qū)域中，在所述燃料-空氣混合物在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)反應(yīng)之前。在反應(yīng)區(qū)域中，反應(yīng)可以特別借助于包含火焰的燃燒而發(fā)生，但例如反應(yīng)借助于部分或完全催化反應(yīng)也是可能的。通過用于使燃燒排氣再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)的排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)，氮氧化物(NOx)的排放能夠以特別可靠的方式降低。在這里燃燒排氣的熱量被用于協(xié)助蒸發(fā)過程以及用于加熱空氣-燃料混合物。通過增大燃料的飽和汽壓-也就是說氣相中的燃料達(dá)到飽和時(shí)燃料的壓力，被供應(yīng)的燃燒空氣的吸收燃料的能力增大，特別是在外部溫度較低的情況下以及因此被供應(yīng)的燃燒空氣的溫度水平較低的情況下，這具有有益的效果。這樣，實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)式燃燒器的增大的總效率。再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)的燃燒排氣用作燃料蒸發(fā)過程和燃料-空氣混合物燃燒過程的惰性壓載物(inert ballast)。所述惰性壓艙物通過增大潛伏熱而起作用，加速燃料蒸發(fā)過程并且導(dǎo)致點(diǎn)火延遲時(shí)間的增加，因此實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的燃料-空氣混合物的混合。

排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有敞開到混合物制備區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)排氣出口，燃燒排氣可經(jīng)由排氣出口以定向的方式再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)。

在一個(gè)改進(jìn)中，混合物制備區(qū)域具有橫截面在反應(yīng)區(qū)域的方向上變窄的變窄區(qū)域，和在反應(yīng)區(qū)域的方向上與變窄區(qū)域相連的過渡段。借助于該變窄區(qū)域，燃料-空氣混合物在其進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域之前的流速能夠可靠地增大至防止發(fā)生不希望的火焰逆火到混合物制備區(qū)域內(nèi)的程度。這里，借助于過渡段，流動特定可以定向的方式預(yù)設(shè)。

優(yōu)選地，排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為敞開到過渡段內(nèi)，從而由于支配這里的靜態(tài)壓力較低，所以可以可靠地引入燃燒排氣。

在一個(gè)改進(jìn)中，流動腔的突然橫截面加寬被形成在從過渡段至反應(yīng)區(qū)域的過渡處。在本實(shí)例中，特別是在燃燒空氣被以強(qiáng)烈旋渦供應(yīng)到混合物制備區(qū)域的情況下，可以特別地穩(wěn)定反應(yīng)區(qū)域中的火焰，并且，能夠在大范圍的不同水平的加熱功率、也就是說不同燃料和燃燒空氣質(zhì)量流上確保以低污染排放進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒。

在一個(gè)改進(jìn)中，過渡段具有與變窄區(qū)域相連并且具有第一橫截面的第一子部分，和與反應(yīng)區(qū)域相連并且具有更大的第二橫截面的第二子部分，并且所述排氣出口是第一子部分和第二子部分之間的環(huán)形開口的形式。在本實(shí)例中，實(shí)現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)方面特別有利的配置并且允許燃燒排氣可靠的引入，以及同時(shí)燃料-空氣混合物的穩(wěn)定流引導(dǎo)。

在一個(gè)改進(jìn)中，軸向本體被提供，所述軸向本體在混合物制備區(qū)域中沿著蒸發(fā)式燃燒器的縱向軸線延伸以從側(cè)壁間隔開。這里，例如軸向本體可以是實(shí)心形式或可具有內(nèi)腔。優(yōu)選地軸向本體可以具有大致圓柱形形狀。借助于該軸向本體可以實(shí)現(xiàn)在混合物制備區(qū)域中的特別有利的流動引導(dǎo)。此外，軸向本體優(yōu)選地可由高導(dǎo)熱率的材料制造，使得來自反應(yīng)區(qū)域中的燃燒過程的熱能被以定向的方式再循環(huán)，通過熱傳導(dǎo)經(jīng)由軸向本體，再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)以協(xié)助液體燃料的蒸發(fā)以及幫助燃料-空氣混合物的制備。

如果軸向本體從混合物制備區(qū)域的面對側(cè)延伸、至少延伸到過渡段內(nèi)到達(dá)反應(yīng)區(qū)域，來自反應(yīng)區(qū)域的熱量可經(jīng)由軸向本體以特別定向的方式再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)。

在一個(gè)改進(jìn)中，蒸發(fā)表面被形成在軸向本體的外周表面上。在本實(shí)例中，被供應(yīng)的燃燒空氣可以特別有效的方式沿著蒸發(fā)表面引導(dǎo)從而實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)的燃料與被供應(yīng)的燃燒空氣良好地混合。此外，在本實(shí)例中，來自反應(yīng)區(qū)域中的燃燒過程的熱量可以特別定向的方式經(jīng)由軸向本體供應(yīng)到混合物制備區(qū)域中的蒸發(fā)過程。

在一個(gè)改進(jìn)中，蒸發(fā)表面通過蒸發(fā)元件提供，蓋設(shè)置在蒸發(fā)器元件的面朝反應(yīng)區(qū)域的端部上。在本實(shí)例中，燃料在蒸發(fā)器元件的面對側(cè)端部處不受控的逃逸可以可靠的方式得到防止。優(yōu)選地蓋可在徑向方向上突伸超出蒸發(fā)器元件的外周。

在一個(gè)改進(jìn)中，軸向本體具有朝向反應(yīng)區(qū)域敞開的內(nèi)腔，排氣出口從所述內(nèi)腔延伸到混合物制備區(qū)域使得燃燒排氣能夠通過軸向本體再循環(huán)到混合物制備區(qū)域。在本實(shí)例中，提供了在結(jié)構(gòu)方面特別簡單的配置，其中軸向本體也被用于使燃燒排氣再循環(huán)到混合物制備區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)例中蒸發(fā)式燃燒器可以特別緊湊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，在本實(shí)例中排氣出口可以設(shè)置在混合物制備區(qū)域(相對于主流動方向)的第一半中，特別更優(yōu)選地在混合物制備區(qū)域的三分之一中，更優(yōu)選地在混合物制備區(qū)域的四分之一或甚至五分之一中。

本目的還通過具有如上面描述的蒸發(fā)式燃燒器的車輛加熱裝置實(shí)現(xiàn)。

其它的優(yōu)勢和改進(jìn)將從下面參考附圖對示例性實(shí)施例的描述中得到。

圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器的示意圖。

圖2是根據(jù)第二實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器的示意圖。

圖3是在第二實(shí)施例中的軸向本體的放大示意圖。

圖4是根據(jù)第三實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器的示意圖。

圖5是第三實(shí)施例中的過渡段的細(xì)節(jié)示意圖。

圖6是第二實(shí)施例的第一修改的示意圖。

圖7是第二實(shí)施例的第二修改的示意圖。

圖8是在圖3中示出的軸向本體的另一修改的示意圖。

圖9a)至i)是對圖8中示出的該另一修改的改進(jìn)的示意圖。

第一實(shí)施例

下面參考圖1描述蒸發(fā)式燃燒器的第一實(shí)施例。

根據(jù)第一實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器100被設(shè)計(jì)用于以液體燃料操作的移動式加熱裝置。這里，蒸發(fā)式燃燒器100被特別設(shè)計(jì)用于車輛加熱單元，特別是用于機(jī)動車輛的獨(dú)立于發(fā)動機(jī)的加熱器或輔助加熱器。

蒸發(fā)式燃燒器100沿著縱向軸線L延伸。蒸發(fā)式燃燒器100具有混合物制備區(qū)域2，混合物制備區(qū)域2具有主腔21，連接主腔21的變窄區(qū)域22，和連接變窄區(qū)域22的過渡段23。在變窄區(qū)域22，混合物制備區(qū)域2的截面在大致平行于縱向軸線L延伸的主流動方向H上變窄。在示意性示出的示例性實(shí)施例中，錐形形式的變窄區(qū)域22通過例子示意出，但其它結(jié)構(gòu)也是可能的。過渡段23形成到反應(yīng)區(qū)域3的過渡，反應(yīng)區(qū)域3與混合物制備區(qū)域2相連。在本實(shí)施例中，過渡段23具有橫截面恒定的大致圓柱形形狀。

突然的橫截面變寬形成在從混合物制備區(qū)域2的過渡段23至反應(yīng)區(qū)域3的過渡處。因此，對于流入蒸發(fā)式燃燒器100的氣體來說可用的流動橫截面在從混合物制備域2至反應(yīng)區(qū)域3的過渡處突然變寬。

在特殊的示例性實(shí)施例中，在蒸發(fā)式燃燒器100的操作中，燃料-空氣混合物在燃燒過程中的反應(yīng)包括在反應(yīng)區(qū)域3中產(chǎn)生火焰，釋放熱。在所述反應(yīng)過程中產(chǎn)生的燃燒排氣A通過燃燒管4流入換熱器5內(nèi)，燃燒管4與反應(yīng)區(qū)域3相連，在換熱器5中被釋放的熱量中的至少一部分被傳遞到待加熱介質(zhì)M。在示意性示出的實(shí)施例中，換熱器5具有罐狀形式，并且熱的燃燒排氣A在燃燒管4的、位于換熱器5的基部上的端部處被轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向之后，燃燒排氣A在形成于燃燒管4的外面與換熱器5的內(nèi)殼體之間的流動腔中流動至排氣出口6。

待加熱介質(zhì)M在形成于換熱器5的內(nèi)殼體和換熱器5的外殼體之間的流動腔中流動，如在圖1中通過箭頭所示的。這里，在本實(shí)施例中，待加熱介質(zhì)M在換熱器5中與燃燒排氣A的流動方向相反地流動，以實(shí)現(xiàn)最佳可能的熱傳遞。在本實(shí)例中，待加熱介質(zhì)M可特別地通過例如待加熱空氣或待加熱液體、特別是車輛的冷卻液體回路中的冷卻液體形成。換熱器5的內(nèi)殼體由具有高導(dǎo)熱率的材料制成以確保從熱的燃燒排氣A至待加熱介質(zhì)M的良好熱傳遞。

下面，將更加詳細(xì)地描述在第一示例性實(shí)施例中混合物制備區(qū)域2的設(shè)計(jì)。

蒸發(fā)式燃燒器100具有用于供應(yīng)液體燃料的燃料供應(yīng)源1。在本實(shí)例中液體燃料可特別地通過還用于車輛內(nèi)燃機(jī)操作的燃料形成，特別地通過汽油、柴油、乙醇等形成。在圖1中，燃料供應(yīng)源1僅通過燃料供應(yīng)源線和箭頭示意。然而，以一種已知的方式，燃料供應(yīng)源1可還具有可以特別地通過例如燃料計(jì)量泵形成的燃料輸送裝置。燃料供應(yīng)源1被設(shè)計(jì)用于以已知的方式輸送和計(jì)量燃料。

燃料供應(yīng)源1敞開到混合物制備區(qū)域2內(nèi)。在圖示實(shí)施例中，在本實(shí)例中燃料供應(yīng)源1在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)敞開，該面對側(cè)在后側(cè)封閉混合物制備區(qū)域2?；旌衔镏苽鋮^(qū)域2通過限定主腔21的輪廓的側(cè)壁、限定變窄區(qū)域22的輪廓的側(cè)壁以及限定過渡段23的輪廓的側(cè)壁在側(cè)向上限定邊界。

還提供了燃燒空氣源B，其在圖1中僅通過箭頭示意。燃燒空氣源B具有燃燒空氣風(fēng)機(jī)(未示出)，用于將燃燒空氣輸送至混合物制備區(qū)域2?；旌衔镏苽鋮^(qū)域2具有多個(gè)燃燒空氣進(jìn)口24，燃燒空氣可通過燃燒空氣進(jìn)口24進(jìn)入混合物制備區(qū)域2。在示例性實(shí)施例中，燃燒空氣被以強(qiáng)烈的旋渦引入混合物制備區(qū)域2內(nèi)，也就是說具有大切向流動分量。這里，燃燒空氣的旋渦可例如通過相應(yīng)定向的引導(dǎo)葉片等產(chǎn)生。即使圖1示意性示出了燃燒空氣進(jìn)口24被徑向地布置在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)上的外側(cè)的結(jié)構(gòu)，但其它結(jié)構(gòu)也是可能的。例如，燃燒空氣進(jìn)口也可側(cè)向地布置在混合物制備區(qū)域2的側(cè)壁上。

在第一實(shí)施例中，在混合物制備區(qū)域2中布置了軸向本體7，其從混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)開始沿著縱向軸線L延伸并且與混合物制備區(qū)域2的側(cè)壁間隔開。在第一實(shí)施例中，軸向本體7具有桿狀或塔狀的形式。軸向本體7具有大致圓柱形形式，并且在第一實(shí)施例中延伸穿過主腔21，變窄區(qū)域22和過渡段23。軸向本體7，關(guān)于其徑向定向，被大致居中地布置在混合物制備區(qū)域2中。軸向本體7具有外周表面，用于被供應(yīng)的液體燃料的蒸發(fā)的蒸發(fā)表面8形成于其上。在第一實(shí)例中，蒸發(fā)表面8通過布置于軸向本體7的外周表面上的多孔性、吸附性蒸發(fā)器元件9提供。在本實(shí)例中，蒸發(fā)器元件9可特別地具有金屬非織物(metal nonwoven)、金屬面料(metal fabric)、金屬或陶瓷燒結(jié)體等。優(yōu)選地對于蒸發(fā)器元件9來可以圍繞著軸向本體7在其整個(gè)外周上延伸。

即使圖1示意性示出了蒸發(fā)器元件9大致在軸向本體7的整個(gè)軸向長度上延伸的實(shí)施例，但還可能的是例如對于蒸發(fā)器元件9來說僅在軸向本體7的一子區(qū)域上延伸。盡管僅僅參考圖1描述了蒸發(fā)表面8通過所述類型的蒸發(fā)器元件9提供的實(shí)施例，但軸向本體7的外周表面自身形成為蒸發(fā)表面8也是可能的。

在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)，被供應(yīng)的液體燃料被輸送到蒸發(fā)器元件9，在蒸發(fā)器元件9中發(fā)生液體燃料的分配。由于蒸發(fā)器元件9的多孔性、吸附性結(jié)構(gòu)，在這里液體燃料被在軸向本體7的周向方向上以及在軸向本體7的軸向方向上分配。從蒸發(fā)表面8上，被供應(yīng)的液體燃料蒸發(fā)并且在混合物制備區(qū)域2中與沿著蒸發(fā)表面8引導(dǎo)的被供應(yīng)燃燒空氣混合。由于燃燒空氣被以強(qiáng)烈旋渦的形式供應(yīng)，所以蒸發(fā)的燃料與燃燒空氣良好地混合以形成燃料-空氣混合物。

在混合物制備區(qū)域2的變窄區(qū)域22，由于橫截面的減小，燃料-空氣混合物的軸向流速分量增大，并且，根據(jù)柏努利原理，過渡段23中靜態(tài)壓力減小。在從混合物制備區(qū)域2到反應(yīng)區(qū)域3的過渡處，由于橫截面突然變寬所以燃料-空氣混合物的旋渦液流變寬，由此軸向流速分量減小，并且在反應(yīng)區(qū)域3靠近縱向軸線L的中心區(qū)域中，軸向回流區(qū)域形成，在此區(qū)域中氣體逆著主流動方向H流動，使得，在蒸發(fā)式燃燒器100的操作過程中，火焰良好地停固(anchor)在反應(yīng)區(qū)域3中。

變窄區(qū)域22的尺寸，過渡區(qū)域23的尺寸和至反應(yīng)區(qū)域3的過渡部的尺寸都被調(diào)節(jié)至燃料-空氣混合物的旋渦液流，使得火焰從反應(yīng)區(qū)域3逆火到混合物制備區(qū)域2內(nèi)被可靠地防止。特別地，燃燒空氣被以足夠強(qiáng)烈的旋渦供應(yīng)到混合物制備區(qū)域2內(nèi)并且流速足夠高，使得所述條件得到滿足。

軸向本體7呈現(xiàn)高導(dǎo)熱率，使得在蒸發(fā)式燃燒器100的操作過程中，來自在反應(yīng)區(qū)域3中發(fā)生的燃燒過程的熱量被傳導(dǎo)回至混合物處理區(qū)域2，以實(shí)現(xiàn)液體燃料在蒸發(fā)表面8上的有利蒸發(fā)過程。

在根據(jù)第一實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器100中，還形成有用于使燃燒排氣A再循環(huán)到混合物制備區(qū)域2中的排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)10。在圖1示意性示出的示例性實(shí)施例中，排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)10具有敞開到混合物制備區(qū)域2內(nèi)的多個(gè)排氣出口11，流出的燃燒排氣A可通過排氣出口11進(jìn)入混合物制備區(qū)域2。在圖示的實(shí)施例中，在本實(shí)例中排氣出口11相對于液流來說被連接到形成于換熱器5中的流動腔，燃燒排氣A自該流動腔流出。

排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)10的排氣出口11在混合物制備區(qū)域2的過渡段23中敞開。由于過渡段23中的靜態(tài)壓力低，在本實(shí)例中燃燒排氣A的一部分被可靠地吸入混合物制備區(qū)域2內(nèi)并且在這里與燃料-空氣混合物混合。在本實(shí)例中，在過渡段23中流動的燃料-空氣混合物的強(qiáng)烈旋渦導(dǎo)致與燃燒排氣A均勻地混合。燃燒排氣A與燃料-空氣混合物的所述混合允許蒸發(fā)燃燒器100以特別低的污染排放操作，在這種情況下，尤其還可以保持氮氧化物的排放比較低。

第二實(shí)施例

下面參考圖2和圖3更詳細(xì)描述蒸發(fā)式燃燒器200的第二實(shí)施例。

根據(jù)第二實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器200不同于在上面描述的第一實(shí)施例實(shí)質(zhì)上僅在于軸向本體和排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)的配置，為了避免重復(fù)在下面僅描述相對于第一實(shí)施例的區(qū)別，相同的參考標(biāo)記被用于對應(yīng)的部件。

在根據(jù)第二實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器200中，修改的軸向本體207被提供，不是桿狀實(shí)心的軸向本體7。根據(jù)第二實(shí)施例的軸向本體207至少在其面朝反應(yīng)區(qū)域3的一側(cè)具有被形成為朝向反應(yīng)區(qū)域3敞開的內(nèi)腔271。特別地，內(nèi)腔271在軸向方向上從軸向本體207的面朝反應(yīng)區(qū)域3的面對側(cè)延伸，至少延伸到過渡段23區(qū)域內(nèi)。

在蒸發(fā)式燃燒器200中，用于使燃燒排氣再循環(huán)到混合物制備區(qū)域2內(nèi)的排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)210被設(shè)計(jì)為使得燃燒排氣A被從反應(yīng)區(qū)域3經(jīng)由軸向本體207中的內(nèi)腔271再循環(huán)到混合物制備區(qū)域2內(nèi)。排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)210具有多個(gè)排氣出口211，它們在混合物制備區(qū)域2的過渡段23中敞開并且被形成為軸向本體207的壁上的孔。即使已經(jīng)參考實(shí)施例描述了多個(gè)排氣出口，但是，例如，還可以僅僅提供一個(gè)排氣出口。排氣出口211被設(shè)計(jì)用于形成內(nèi)腔271至混合物制備區(qū)域2的過渡段23的連接。

在圖2和圖3示意性示出的實(shí)施例中，蒸發(fā)器元件9同樣在排氣出口的區(qū)域中被斷開，使得燃燒排氣A可自由地流出而進(jìn)入過渡段23。

已經(jīng)參考第一實(shí)施例描述了，由于混合物制備區(qū)域2的幾何設(shè)計(jì)以及至反應(yīng)區(qū)域3的過渡處的幾何設(shè)計(jì)與在進(jìn)口處進(jìn)入反應(yīng)區(qū)域3的燃料-空氣混合物的強(qiáng)烈渦流相結(jié)合，在反應(yīng)區(qū)域3中靠近縱向軸線L形成軸向再循環(huán)區(qū)域，在該再循環(huán)區(qū)域中反應(yīng)區(qū)域3中的氣體逆著主流動方向H流動。因?yàn)檩S向本體207的內(nèi)腔271在靠近該軸線的區(qū)域中朝向反應(yīng)區(qū)域3敞開，所以燃燒排氣A可以從再循環(huán)區(qū)域進(jìn)入內(nèi)腔271并且經(jīng)由內(nèi)腔271和排氣出口211流入混合物制備區(qū)域2的過渡段23。由于過渡段23的區(qū)域中靜態(tài)壓力低，所以在這種情況下燃燒排氣A被引入并且與在過渡段23中流動的燃料-空氣混合物混合。在這里，首先，由于熱量從回流的燃燒排氣A傳導(dǎo)性傳遞到軸向本體207，所以發(fā)生了熱量到混合物制備區(qū)域2的傳輸，從而燃料蒸發(fā)得到改進(jìn)，其次，排氣混合到燃料-空氣混合物，燃燒溫度降低，因?yàn)槠渌亩栊詨狠d物(ballast)參與了燃燒。

即使在本實(shí)例中圖2和圖3中的示意圖示出內(nèi)腔271在軸向本體207內(nèi)部延伸得遠(yuǎn)至混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)，但內(nèi)腔271在軸向方向上沒有向后延伸得那么遠(yuǎn)的其他結(jié)構(gòu)也是可能的。

在圖8示意性示出的、關(guān)于參考圖3描述的軸向本體207的修改中，軸向本體207被進(jìn)一步改進(jìn)為，使得液體燃料以及過剩的燃料蒸氣不能在軸向本體207的面對側(cè)上在軸向方向上出現(xiàn)，而是被迫在徑向方向上從蒸發(fā)器元件9出現(xiàn)。如圖8中示意性示出的，在軸向本體207的自由面對側(cè)上設(shè)置了從軸向本體7剩余部分的外周開始在徑向方向上突伸并且遮蓋蒸發(fā)器元件9的自由面對側(cè)的蓋280。蓋280由至少一種實(shí)質(zhì)上不可滲透的材料形成，從而液體燃料和燃料蒸氣不能經(jīng)過蓋280，優(yōu)選地由金屬形成，特別地由耐高溫高級鋼形成。蓋280可以是例如單獨(dú)的遮蓋盤的形式，其被不可拆卸地或可拆卸地緊固到軸向本體207的面對側(cè)端部。在另一結(jié)構(gòu)中，例如蓋280還可以與軸向本體207由同一材料制成一個(gè)零件。

蓋280用于在更大程度上防止燃料或燃料蒸氣在軸向本體207的自由端處從蒸發(fā)器元件9出現(xiàn)(emerge)。這樣，實(shí)現(xiàn)了被供應(yīng)的燃料至少基本上全部用于在混合物制備區(qū)域2中形成燃料-空氣混合物，從而在混合物制備區(qū)域2中的混合物制備得到進(jìn)一步改進(jìn)。此外，以這種方式，火焰停固在反應(yīng)區(qū)域3中的不利影響得到防止。此外，這防止發(fā)生未燃燒的燃料或燃料蒸氣被誘到內(nèi)腔271內(nèi)的情況，從而避免了由此造成的功率損失以及可能出現(xiàn)的使用壽命的縮短。

圖9a)至i)示意性示出了蓋280的多種其它修改。在每種情況下對蓋280的所述改進(jìn)可被提供在實(shí)質(zhì)上實(shí)心軸向本體7的實(shí)例中，比如已經(jīng)參考圖1所描述的，以及在帶有內(nèi)腔的軸向本體207的實(shí)例兩種實(shí)例中，比如參考第二實(shí)施例及其修改所描述的。

在圖9a)至i)中示出的蓋280的改進(jìn)中，蓋280在徑向方向上突伸，在每種情況下突伸超過蒸發(fā)器元件9的外周，并且為沿著軸向本體7或207的外周和蒸發(fā)器元件9的外周經(jīng)過的液流提供至少基本上尖銳的分離邊緣。如圖9a)中示意性示出的，蓋280的在徑向方向上突伸的區(qū)域相對于垂直于縱向軸線L延伸的平面以角度α延伸。這里，取決于期望的液流引導(dǎo)，角度α可具有0°和90°之間的數(shù)值。

在圖9a)中示意性示出的修改中，蓋280的在徑向方向上突伸的區(qū)域例如以35°和45°之間的范圍中的角度α延伸，使得沿著蒸發(fā)器元件9外周流動的氣體在該處被以相對強(qiáng)烈的方式徑向向外轉(zhuǎn)向。此外，在本修改實(shí)例中，該突伸區(qū)域是在徑向方向上漸縮的唇緣的形式，該唇緣在徑向方向上以及在軸向方向上突伸。在本實(shí)例中，該突伸區(qū)域相對于蓋280的剩余部分在主流動方向H的方向上被稍稍傾斜。

在圖9b)中示意性示出的修改中，蓋280的在徑向方向上突伸的區(qū)域以大得多的角度α延伸，該角度在160°和170°之間，使得沿著蒸發(fā)器元件9外周流動的氣體承受非常不顯著的徑向偏轉(zhuǎn)。

在圖9c)中示意性示出的修改中，蓋的在徑向方向上突伸的區(qū)域例如以大約40°和50°之間的角度延伸。此外，在本修改的實(shí)例中，蓋280的突伸區(qū)域還在遠(yuǎn)離或避開(averted)蒸發(fā)器元件9的那一側(cè)上被傾斜或成斜切，以便以定向的方式影響液流分離。

在圖9d)和9e)中示意性示出的修改中，在每種情況下蓋280具有總而言之更加類似楔狀的橫截面，使得蓋280的突伸區(qū)域與圖9a)和圖9b)的修改相比較、相對于蓋280的剩余部分不是傾斜的形式。從按照圖9a)和b)的修改與按照圖9d)，9e)和9i)的修改的比較中很顯然，蓋280的徑向突伸區(qū)域的楔角可以這種方式以定向方式設(shè)置。

在圖9f)中示意性示出的修改中，蓋280在軸向本體7/207的端部上是大致環(huán)形盤的形式，使得蓋的突伸區(qū)域以近似0°的角度α側(cè)向突伸。

即便僅僅在圖9g)中示意性示出的修改中，軸向本體7/207被提供有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔被形成為在反應(yīng)區(qū)域3的方向上敞開，這也可以優(yōu)選地設(shè)置在其它修改中。在本實(shí)例中，來自反應(yīng)區(qū)域3的氣體可以流到軸向本體7/207的內(nèi)部并且經(jīng)由軸向本體7/207再循環(huán)到混合物制備區(qū)域2內(nèi)。

圖9h)通過例子示出了軸向本體7/207的外周的表面構(gòu)造。此表面構(gòu)造可優(yōu)選同樣提供在按照圖9a)至g)和i)的其它示意圖中。在圖9h)的修改實(shí)例中，蓋280在徑向內(nèi)側(cè)區(qū)域中還以面對側(cè)而直接靠在蒸發(fā)器元件9上，并且以大約0°的角度α延伸。相比之下，蓋280更加靠近外面的區(qū)域以相對大角度α延伸，從而形成徑向突伸的錐形唇緣。此外，在蒸發(fā)器元件9的位于徑向外面的區(qū)域中，在本實(shí)例中蓋280不直接承靠在蒸發(fā)器元件9上。圖9h)的修改的這些補(bǔ)充特征此外也可以實(shí)現(xiàn)在其它修改中。

在圖9i)中示意性示出的修改中，蓋280是插件的形式，插件以其中心突出的柱被插入軸向本體7/207的面對側(cè)凹槽內(nèi)。優(yōu)選地，用于使排氣再循環(huán)到軸向本體內(nèi)部的孔也可以設(shè)置在所述柱上。這些附加特征在每種情況下也可以實(shí)現(xiàn)在其它修改中。

帶有在這里描述的分離邊緣的蓋280結(jié)構(gòu)具有在進(jìn)口處流到反應(yīng)區(qū)域3內(nèi)的液流被更加有效地穩(wěn)定的額外優(yōu)勢。其它方面，可以防止悸動(pulsation)的產(chǎn)生。此外，火焰逆火到混合物制備區(qū)域2內(nèi)能夠更加可靠地得到防止?？偠灾?，通過將蓋280修改為帶有在這里描述的、用于燃料-空氣混合物的流動的分離邊緣，還可以額外地進(jìn)一步穩(wěn)定反應(yīng)區(qū)域3中回流區(qū)域的形成。

修改

圖6和圖7示出了上述第二實(shí)施例的修改，這些修改不同于上述第二實(shí)施例僅在于排氣出口211的位置。雖然在圖6和7中未示出，但如上面描述的附加蓋280也可以提供在這些修改中。

在圖6示意性示出的第二實(shí)施例的第一修改中，排氣出口211沒有敞開在混合物制備區(qū)域2的過渡段23中，而是在相對于主流動方向H的更上游處敞開，特別是混合物制備區(qū)域2的三分之一處。在圖6示出的修改中，排氣出口211例如在從混合物制備區(qū)域2的主腔21至變窄區(qū)域22的過渡區(qū)域中敞開。然而，還可能的是排氣出口211在變窄區(qū)域22中和/或在主腔21的區(qū)域中敞開到混合物制備區(qū)域2內(nèi)。

在圖7示意性示出的第二實(shí)施例的第二修改中，排氣出口211在相對于主流動方向的更上游處敞開，在混合物制備區(qū)域2的上游面對側(cè)附近，特別是在混合物制備區(qū)域2的五分之一處。

將排氣出口211重新定位到更靠近混合物制備區(qū)域2的上游面對側(cè)的位置具有下述優(yōu)勢：被再循環(huán)的燃燒排氣更加可靠地參與混合物制備區(qū)域2中的燃料-空氣混合物的整個(gè)制備過程。

第三實(shí)施例

下面參考圖4和圖5更詳細(xì)描述蒸發(fā)式燃燒器300的第三實(shí)施例。

因?yàn)榈谌龑?shí)施例不同于第一實(shí)施例實(shí)質(zhì)上僅在于混合物制備區(qū)域2的配置，所以下面基本上僅僅更詳細(xì)地描述相對于第一實(shí)施例的區(qū)別，與第一實(shí)施例相同的參考標(biāo)記被用于對應(yīng)的部件。

在根據(jù)第三實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器300中，在混合物制備區(qū)域2中沒有設(shè)置提供蒸發(fā)表面的軸向本體，而是在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)的區(qū)域中形成了大致罐狀蒸發(fā)器容座，其中布置著大致區(qū)域性(areal)蒸發(fā)器元件309。在本實(shí)例中蒸發(fā)器元件309可特別地由與在第一實(shí)施例中關(guān)于蒸發(fā)器元件9描述的相同材料制造。而且在第三實(shí)施例中，燃料供應(yīng)源1在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)上敞開，使得液體燃料可被傳遞到蒸發(fā)器元件309。因此，在第三實(shí)施例中，蒸發(fā)表面8被形成在混合物制備區(qū)域2的后區(qū)域中。

與其中燃燒空氣進(jìn)口24徑向地布置在混合物制備區(qū)域2的面對側(cè)上的外面的第一實(shí)施例相比，在第三實(shí)施例中，燃燒空氣進(jìn)口24布置在混合物制備區(qū)域2的側(cè)壁上，使得燃燒空氣在徑向方向上從外面進(jìn)入混合物制備區(qū)域2。特別地，在第三實(shí)施例中，燃燒空氣可優(yōu)選具有被施加于其上的強(qiáng)烈旋渦，其可以通過燃燒空氣源B中的對應(yīng)空氣引導(dǎo)元件實(shí)現(xiàn)。

在根據(jù)第三實(shí)施例的蒸發(fā)式燃燒器300中，排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)10具有相對于第一實(shí)施例稍稍修改的設(shè)計(jì)，具體從圖5中可以看出。在第三實(shí)施例中變窄區(qū)域22和過渡段23以階梯狀管口的形式形成，如在圖5中的放大圖中看到的。即使圖5示意性示出關(guān)于縱向軸線L旋轉(zhuǎn)對稱的結(jié)構(gòu)，但偏離此特征的結(jié)構(gòu)也是可能的。過渡段23具有第一子部分23a和第二子部分23b。在特別示出的結(jié)構(gòu)中，第一子部分23a被形成為直接連接變窄區(qū)域22并且具有第一橫截面。過渡段23的第二子部分23b被形成有相對較大的第二橫截面并且圍繞著第一子部分23a在周向方向上在軸向延伸范圍的一部分上接合。在本實(shí)例中，第一子部分23a和第二子部分23b設(shè)計(jì)尺寸為使得環(huán)狀開口被形成在第一子部分23a和第二子部分23b之間，在本第三實(shí)施例中所述開口用作排氣出口311。

在第三實(shí)施例中，排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)10通過過渡段23的第一子部分23a和第二子部分23b之間的、用作排氣出口311的環(huán)形開口形成。

即使，在第三實(shí)施例中，蒸發(fā)式燃燒器300已經(jīng)被描述為在混合物制備區(qū)域2中沒有布置軸向本體，但在第三實(shí)施例的修改中，所述類型的軸向本體也可以布置在混合物制備區(qū)域2中，如第一實(shí)施例或第二實(shí)施例那樣。

此外，在不同實(shí)施例詳細(xì)列出的變化在每種情況下也可用于其它實(shí)施例。特別地，例如在按照第一實(shí)施例的實(shí)施方式中的排氣再循環(huán)結(jié)構(gòu)通過階梯狀的管口實(shí)現(xiàn)，如關(guān)于第三實(shí)施例所述的那樣。