運輸工具暖氣設備的燃燒器的製作方法

2023-10-17 07:26:19

專利名稱：運輸工具暖氣設備的燃燒器的製作方法
技術領域：
本發明涉及運輸工具暖氣設備用的一種燃燒器，該燃燒器具有a)一臺輸送燃燒用空氣的鼓風機；b)一個燃燒室，該燃燒室的部分內表面具有多孔襯裡；c)一個向襯裡輸送燃油的裝置；d)和一個用於點燃從襯裡中氣化出的燃油或點燃燃油與空氣混合氣的電熱線點火塞。
在這種燃燒器內，熱線點火塞的位置對實現最佳點火過程是極其重要的。
迄今，熱線點火塞或是設置在燃燒室環形壁徑向上向外突起的套管內，或是設置在燃燒室底部的後面。
本發明的目的在於就熱線點火塞的設置設計一種燃燒器，該燃燒器可以產生有利的點火條件，同時又能使熱線點火塞的設置佔用空間特別小。
為實現此項目的，本發明提供一種燃燒器，其特徵在於，e)熱線點火塞的設置應使其縱軸基本在燃燒室環形壁的切面上。
由於採用了這種設置熱線點火塞的方式，因而熱線點火塞的很大一部分點火段非常有利地接近於燃燒室的內空間。同時，在燃燒室周圍佔用的位置也特別小。
對熱線點火塞的位置和設置也可以用另一種方式加以表述，即其縱軸基本在燃燒室環形壁的切向上伸展，但這絕不意味著熱線點火塞環形壁的切向上伸展，但這絕不意味著熱線點火塞必須位於正交於燃燒室縱軸伸展的平面上。更確切地說，熱線點火塞的縱軸可以在燃燒室環形壁的一個切面上的任何一個位置，甚至在特別有利的極端情況下，熱線點火塞的縱軸可以平行於燃燒室縱軸伸展。正如下面所述的實施例所示，熱線點火塞縱軸所在的平面對應於數學定義的燃燒室環形壁的切面的平面，可略向燃燒室內部方向或從燃燒室內部向外平移。熱線點火塞的點火段宜設置在燃燒室的一外副室內並且該副室通過一開口與燃燒室連接。採用此方式，可使熱線點火塞避免受到燃燒室內主導條件，特別是避免受到煙氣釋放和汙染環境條件的不利影響。
所述開口宜穿通燃燒室襯裡，其中如果襯裡在開口旁或圍繞開口處具有一個面向副室的表面區，則特別有利。由於採用了這些措施，因而在緊鄰熱線點火塞的點火段處建立了燃油氣化的最佳條件並為在此處形成易燃的燃油與空氣混合氣建立了最佳條件。
另一優選方案是，熱線點火塞的點火段設置在襯裡的空隙空間內，該空隙空間通過一開口與燃燒室連接。而且在這種情況下也可以一方面產生有利的點火條件，另一方面也可以使熱線點火塞避免受到燃燒室內主導條件的不利影響。
本發明的優選進一步設計是，作為整體製作的安裝件的襯裡具有一環形區和一底部區。由於採用了整體製作的安裝件結構，因而實現了特別合理的製作並導致輸送的燃油在襯裡中的最佳分布。用作襯裡或安裝件的特別相宜的材料是金屬織物、金屬布、金屬燒結體和多孔陶瓷材料。在用金屬織物、金屬布或同類原材料製作時，特別可以從圓盤形毛坯開始加工，然後通過拉伸或壓延把毛坯加工成杯形。也可用下料毛坯製作襯裡。對某些必要的開口，例如可以採用衝壓的方法毫無問題地加工。
在與燃燒室相背的襯裡背側相鄰的壁上宜至少設有一燃燒用空氣的流入口。經這個或這些流入口流入的燃燒用空氣接著穿過襯裡並把留存的燃油蒸氣由襯裡輸送到燃燒室內；由此處流入的燃燒用空氣非常均勻地分布在燃燒室內。通常整個燃燒用空氣中只有一部分是採用此途徑進入燃燒室的。
輸送燃油的裝置宜具有一條通向襯裡的供油管道並且流出口距熱線點火塞點火段與襯裡相鄰的位置只有相應較小的距離。這樣正好在與熱線點火塞點火段相鄰的襯裡範圍內實現燃油的高飽和度。
流出口宜基本與熱線點火塞位於燃燒室的同一截面上，其中流出口和熱線點火塞點火段與襯裡相鄰的位置間的角距小於90°，其優選值為小於60°。
出於為燃燒用空氣建立儘可能有利的輸送條件的考慮，可設有一燃燒室的送風前室。
宜設有一條或多條通向送風前室的燃燒用空氣供氣管。如果這條或這些供氣管基本與送風前室的環形壁相切伸展，則是特別有利的。
也可以設有一條通向送風前室的基本軸向伸展的燃燒用空氣供氣管，其中宜在前室與燃燒室的通道上設有一個用於產生供氣渦流分量的導向器。
在採用送風前室的情況下所述的供氣方式的目的在於，使燃燒用空氣旋轉地流入燃燒室，這對完全燃燒和大負荷可靠的工作是有利的。在設有多條切向伸展的燃燒用空氣供氣管道時，這些管道宜從分布在圓周的各個位置通向前室。
另一優選措施在於設有一基本呈管形的燃燒室火管，該火管經熱線點火塞設置位置繼續順流向擴展，並且在燃燒室火管上設有供燃燒用空氣流出，進入燃燒室火管與燃燒室環形壁間的空間的開孔。
宜採用棒狀熱線點火塞，有時也稱作杆狀熱線點火塞作熱線火塞。棒狀熱線點火塞與通常的熱線點火塞的區別在於，它具有一帶有外罩的點火螺旋。基本呈圓柱形的、在其自由端呈圓弧形的點火棒由陶瓷材料或金屬材料構成。棒狀熱線點火塞升溫快並且不敏感。此外，每次點火耗電少。
本發明的燃燒器配套的運輸工具暖氣設備特別用於安裝在小橋車、卡車、船舶、宿營車、宿房掛車和推土機等上。在將運輸工具暖氣設備安裝在內燃機驅動的動力車輛上時，可將暖氣設備接入通常為冷卻內燃機和對車輛內室加溫設置的液體循環中。通常運輸工具暖氣設備可以是所謂的水暖設備，該水暖設備把產生的熱釋放給液體循環中，也可以是氣暖設備，該氣暖設備把產生的熱直接作為熱氣流加以釋放。首先加以考慮使用的燃油是汽油或柴油。
本發明的燃燒器也可以作為用於微粒過濾器熱再生的發熱器，特別是在柴油機的尾氣管路中加以採用。
下面依照附圖中示出的實施例對本發明和本發明的設計做進一步的說明。附圖中示出


圖1運輸工具暖氣設備的燃燒區沿圖2的I—I線的水平縱剖面圖；圖2設置熱線點火塞的燃燒範圍沿圖1的II—II線的截面圖；圖3一種燃燒器的改進實施方式的部分範圍的縱剖面圖；圖4類似於圖2的一種燃燒器的改進實施方式的部分範圍的截面圖；圖1中示出一種運輸工具暖氣設備的燃燒區，燃燒區的最主要的部件是帶有熱線點火塞4和下面加以說明的燃油輸送裝置6的燃燒室2以及燃燒用空氣鼓風機8。出於對視野的考慮，未將暖氣設備的機殼繪入。此外，圖1中的暖氣設備還有一個換熱器，該換熱器接在燃燒室2的右側並用於把熱的燃燒氣的熱量傳導給液體或空氣。
燃燒用空氣鼓風機由一電動機10和一鼓風機葉輪12構成，該葉輪的示意方式被繪入圖1中。在實踐中經常採用的是側通道鼓風機，該鼓風機具有一固定的通道並具有一與此通道有微小間距的旋轉的鼓風機葉輪。
在圖中的實施例中的燃燒室2基本呈圓柱形。在圖1的左側，燃燒室2的前面設置一個送風前室14，送風前室的結構為圓柱形，其軸長度大大小於直徑。一管形燃燒室火管16由前室14開始，擴展進入燃燒室2。在圖1左側，燃燒室火管16對前室14是敞開的，並且在圖1右側，對燃燒室2也是敞開的，其中在此處當然設置有一個圓盤形的、從其平面向外彎曲的導流板18，該導流板使從火管16中流出的氣流徑向向外偏轉。
一個橫截燃燒器縱軸24伸展的、圓環形的隔板22位於火管16和燃燒室2的環形壁20之間。在面向燃燒室的隔板22側設置有多孔的襯裡24，該襯裡整體呈缽形或杯形並具有一底部區26及一環形區28。底部區26所具有的中心孔的大小應正如使底部區26環圍火管16適配。底部區26在圖1中示出的左側面設在隔板22上。環形區28的外圓面設在燃燒室2的內圓上。在軸向上襯裡24短於火管16。
多孔襯裡24宜由金屬物、金屬編織物、多孔燒結金屬或多孔陶瓷材料構成。在圖中所示的實施例中，襯裡24是一個整體制的安裝件。
一切向的或外圍的熱線點火塞套管30從側面接在燃燒室2環形壁的外圓上，在圖中所示的實施例中熱線點火塞套管垂直伸展。在圖中所示的實施例中，套管30有一正方形截面，但也可以有一例如圓形的或倒圓的截面。在這裡作為棒狀熱線點火塞的熱線點火塞4被旋入套管30內。32表示熱線點火塞4的點火段(圖2)。從圖2中可以清楚地看出，熱線點火塞的縱軸在燃燒室環形壁20的切向上伸展。在套管30向環形壁20的通道位置上，環形壁20上有一開孔。在此位置，襯裡24也具有一個開口，該開口當然稍小於環形壁20上的開孔。這樣就形成了一個作為套管30內空間和燃燒室2內空間的通道的開口34。
由鼓風機8輸送的燃燒用空氣中的一部分經兩條管道36進入前壁14。正如在圖2中可以特別清楚地看到的情況，兩條管道36與前室14的環形壁相切並通向方向相反的位置。這樣在前室14中就會產生帶有特有的渦流分量的氣流。燃燒用空氣從室14流入火管16並從此處部分經徑向開孔38流出，進入火管16與燃燒室2的環形壁20間的空間內，部分從火管16的右端流出。
另一部分輸送的燃燒用空氣經徑向開孔40流入燃燒室2，這些開孔按流向順序設置在火管16前面的燃燒室2的環形壁20上。此外還繪有用於燃燒用空氣穿流最好設有的其它開孔。一方面，這些孔指的是隔板22上的開孔42。相應較少量的燃燒用空氣經這些開孔42流入襯裡24的底部區26並從此處均勻分布地進入燃燒室2。由於襯裡是多孔的，故在這些位置的開孔都不太大。另一方面，這些孔指的是襯裡24的環形區28覆蓋範圍內的燃燒室2環形壁20上的開孔，其中開孔44穿透襯裡24。最後還要提及的是，在套管30上設有一用於少量空氣的流入口46。
在圖1中所示的燃燒室2右端，設有一火焰檔板48，在其中心有一大的開孔50。一煙道52在圖1右側接在火焰檔板48上，在煙道中燃油的結束。
從圖2中可以看出，可採用燃油輸送管道為襯裡24輸送燃油，該燃油輸送管道的具體體現是穿透燃燒室2環形壁20的油管6。油管6的出口位置與火花塞4的點火段32在同一截面上並且其與上面所述開孔34中軸和角距為45°。
當燃燒器點火，接通熱線點火塞4時，熱線點火塞4點火段32釋放出的熱量促使燃油從襯裡24中氣化出，既進入燃燒室2的內部，又進入套管30的內部，其中面向套管30內部的襯裡24的表面區54也附加起著有益的作用。在形成易燃的燃油與空氣混合氣後，在熱線點火塞4的點火段32上進行點火。通過開孔34，點火被繼續傳播到燃燒室2的內部。
套管30的壁內側同樣可以(但不見得非如此不可)敷有多孔襯裡。但由於在開孔34範圍內的熱線點火塞4的點火段32非常靠近襯裡24，故在許多情況下套管30的這類襯裡是多餘的。
這裡要指出的是，除圖中所示的兩條燃燒用空氣輸送管36外還可以有更多的輸送管或者也可以僅用一條輸送管36工作，但此時的輸送管的管徑相應較大。
在圖3中示出了一種輸送燃燒用空氣的變型方式。燃燒用空氣不是經前室14的切向管流入，而是經一軸向伸展的中心管56流入。在火管16的入口孔前設置有一個渦流的導向器58。導向器58由一位於火管16入口孔前的板60和多個沿圓周分布的在板60和隔板22間設置的導流面62構成。導流面62對應於徑向傾斜設置，以便產生所需的渦流。
在圖4中示出了一種有所變化的實施方式，在此方式中熱線點火塞4點火段32不設置在燃燒室2環形壁20的套管30內，而是在各側環圍點火段32的襯裡24的空隙64中。此外，從圖中還看出，與上面所述的實施例相似，有一通向空隙64內部的送風開孔46和一可以把點火傳播到燃燒室2內部的開孔。該空隙在圖中所示的實施例為圓柱結構。
而且在上述實施例中，熱線點火塞4是這樣設置的，其縱軸在燃燒室環形壁20的切向上伸展。「切向」的概念並不意味著火花塞4構成對環形壁20數學定義的正切。
權利要求
1.運輸工具暖氣設備的燃燒器，該燃燒器具有(a)一臺輸送燃燒用空氣的鼓風機(8)；(b)一個燃燒室(2)，該燃燒室的部分內表面具有多孔襯裡(24)；(c)一個向襯裡(24)輸送燃油的裝置(6)；(d)和一個用於點燃從襯裡(24)中氣化出由燃油或點燃燃油與空氣混合氣的電熱線點火塞，其特徵在於，(e)熱線點火塞(4)如此設置，使其縱軸基本位於燃燒室環形壁(20)的切面上。
2.按照權利要求1的燃燒器，其特徵在於，熱線點火塞(4)的點火段(32)設置在燃燒室(2)的一個副室(在30中)內並且該副室通過一開口(34)與燃燒室(2)連接。
3.按照權利要求2的燃燒器，其特徵在於，開口(34)穿通燃燒室(2)的襯裡(24)。
4.按照權利要求3的燃燒器，其特徵在於，其中襯裡(24)在開口(34)旁或圍繞開口(34)處具有一個面向副室(在30中)的表面區(54)。
5.按照權利要求1的燃燒器，其特徵在於，熱線點火塞(4)的點火段(32)設置在襯裡(24)的空隙空間(64)內，該空隙空間通過一開口(34)與燃燒室(2)連接。
6.按照權利要求1至5中的任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，作為整體製作的安裝件的襯裡(24)具有一環形區(28)和一底部區(26)。
7.依照權利要求1至5中的任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，在與燃燒室相背的襯裡(24)背側相鄰的壁(22)上，至少設有一燃燒用空氣的流入口(42)。
8.依照權利要求1至7中的任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，輸送燃油的裝置具有一條通向襯裡(24)的供油管(6)；並且流出口距熱線點火塞(4)的點火段(32)與襯裡(24)相鄰的位置只有相應較小的距離。
9.依照權利要求8的燃燒器，其特徵在於，流出口基本與熱線點火塞(4)在燃燒室(2)的同一截面上；並且流出口和熱線點火塞(4)點火段(32)與襯裡(22)相鄰的位置間的角距小於90°。
10.依照權利要求1至9中任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，設有燃燒室(2)送風前室(14)。
11.依照權利要求10的燃燒器，其特徵在於，至少設有一條通向送風前室(14)的基本軸向伸展的燃燒用空氣供氣管(36)。
12.依照權利要求10的燃燒器，其特徵在於，設有一條通向送風前室(14)的基本軸向伸展的燃燒用空氣供氣管(56)；並且設有一個產生供氣渦流分最的導向器(58)。
13.依照權利要求1至12中的任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，設有一基本呈管形的燃燒室管(16)，該火管經熱線點火塞(4)設置位置繼續順流向伸展；並且燃燒室火管(16)上設有供燃燒用空氣流出並進入燃燒室火管(16)與燃燒室環形壁(20)間的空間的開孔(38)。
14.依照權利要求1至13中的任何一項所述的燃燒器，其特徵在於，採用的熱線點火塞(4)是一種棒狀熱線點火塞。
全文摘要
運輸工具暖氣設備的燃燒器具有(a)一臺用於輸送燃燒用空氣的鼓風機(8)；(b)一個燃燒室(2)，該燃燒室的部分內表面具有多孔襯裡(24)；(c)一個向襯裡(24)輸送燃油的裝置(6)；(d)和一個用於點燃從襯裡(24)氣化出的燃油的電熱線點火塞，其特徵在於，(e)熱線點火塞(4)的設置應使其縱軸基本在燃燒室環形壁(20)的切面上。
文檔編號F23D3/40GK1125478SQ94192505
公開日1996年6月26日 申請日期1994年8月25日 優先權日1993年8月26日
發明者埃裡克·肯納, 赫伯特·蘭根, 沃爾夫岡·謝弗特, 彼得·賴澤 申請人:J·埃伯斯帕徹公司