專利名稱：具有文杜里管一燃料霧化的雙料燃燒器及用于液體燃料霧化的文杜里噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在存在燃燒空氣情況下燃燒液體燃料的雙料燃燒器，尤其是用于機(jī)動(dòng)車輔助加熱或停車加熱的燃燒器，它具有一個(gè)燃燒室，該燃燒室的前面連接有一個(gè)用于液體燃料霧化的噴嘴，以及涉及一個(gè)用于液體燃料霧化的文杜里噴嘴。
這種燃燒器已由DE 41 18 538 C2公知。該燃燒器基于一個(gè)用于燃料霧化的雙料噴嘴，它具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。尤其是，該噴嘴由一個(gè)基本上圓柱形的混合室，一個(gè)相對(duì)其縱軸線同軸心的液體燃料輸入管及一個(gè)燃燒空氣中間輸入口組成。該噴嘴的混合室由用于排出霧化的燃料/燃燒空氣混合物的噴嘴附件封閉及具有一個(gè)中心噴嘴孔及一個(gè)在流動(dòng)方向上會(huì)聚的錐形內(nèi)傾斜面。燃燒空氣輸入口由一個(gè)輸入管組成，后者在切向穿過(guò)混合室壁，進(jìn)入混合室中及在噴嘴附件以上較大的高度上通入，該噴嘴附件作為液體燃料的輸入管。由于該雙料噴嘴的該復(fù)雜構(gòu)造，對(duì)于其按照規(guī)定的液體燃料霧化的工作需要大得多的空氣過(guò)壓，這必需由相應(yīng)強(qiáng)有力的鼓風(fēng)機(jī)(Geblaese)產(chǎn)生。
在氣體燃燒器方面公知了將文杜里管作為混合裝置使用。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于液體燃料霧化的燃燒器及文杜里噴嘴，它不需要用于液體燃料霧化的高的空氣過(guò)壓及能可靠地工作。
該任務(wù)將通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的燃燒器及通過(guò)具有權(quán)利要求10特征的文杜里噴嘴來(lái)解決。
因此，根據(jù)本發(fā)明，迄今對(duì)于雙料燃燒器所采用的雙料噴嘴的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可被一種具有文杜里管或文杜里噴嘴的結(jié)構(gòu)替代，后者由于其大的軸向空氣壓力降抽吸燃燒空氣及在擴(kuò)壓器部分與燃料相混合。由于該文杜里管或文杜里噴嘴的壓力回收，不需要用高過(guò)壓輸送空氣，由此可去掉迄今對(duì)此所需的強(qiáng)鼓風(fēng)機(jī)或附加的鼓風(fēng)機(jī)。通過(guò)在文杜里管或文杜里噴嘴的擴(kuò)壓器部分中燃燒空氣與燃料的混合，在接著的燃燒室中可保證優(yōu)化的燃燒。此外，根據(jù)本發(fā)明所使用的文杜里管(或文杜里噴嘴)還具有可成本合理地制造的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述在從屬權(quán)利要求中。
當(dāng)至少文杜里管一擴(kuò)壓器部分或文杜里噴嘴的前區(qū)段與燃燒室一體構(gòu)成時(shí)，既可使裝配成本也可使制造成本降低。
文杜里管或文杜里噴嘴的擴(kuò)壓器部分在簡(jiǎn)單的情況下可構(gòu)成具有統(tǒng)一的張開(kāi)角。但根據(jù)一個(gè)有利的構(gòu)型，文杜里管或文杜里噴嘴的擴(kuò)壓器部分可具有多個(gè)區(qū)段，它們帶有不同的張開(kāi)角，其中具有最大張開(kāi)角的區(qū)段與燃燒室相鄰接。
有利地，燃料通過(guò)燃料輸入細(xì)管輸入文杜里管或文杜里噴嘴，該燃料輸入細(xì)管的下游端伸入到文杜里管中。該燃料輸入細(xì)管的下游端需要時(shí)可通入下游雙料噴嘴或一個(gè)小的第二文杜里管的負(fù)壓區(qū)段，它通過(guò)文杜里管或文杜里噴嘴的壓力降工作并終止在該負(fù)壓區(qū)段中，以便達(dá)到預(yù)霧化。該燃料輸入細(xì)管還可有利地在文杜里管或文杜里噴嘴內(nèi)與縱向中心軸線同軸心延伸地布置。其下游端部可設(shè)置在文杜里管或文杜里噴嘴的不同位置處，例如在文杜里管或文杜里噴嘴的進(jìn)入部分或擴(kuò)壓器部分中或在進(jìn)入部分與擴(kuò)壓器部分之間的最窄位置上。
此外可有利地考慮，燃燒室至少具有一個(gè)用于二次燃燒空氣的附加入口。該二次燃燒空氣入口最好設(shè)在燃燒室的這樣的平面上，在該平面上文杜里管或文杜里噴嘴通入燃燒室。
以下將借助附圖舉例詳細(xì)描述本發(fā)明；附圖為

圖1根據(jù)一個(gè)雙料燃燒器的實(shí)施形式的燃燒室及文杜里管的概要縱剖視圖的半部分，圖2根據(jù)圖1的文杜里管中的軸向壓力曲線圖，圖3圖1的一個(gè)變形，其中用一個(gè)小的文杜里管來(lái)代替用于燃料霧化的噴嘴，及圖4在擴(kuò)壓器區(qū)域中具有軸向分隔處的文杜里噴嘴。
根據(jù)本發(fā)明的雙料燃燒室包括一個(gè)最好為圓柱形或六方形的燃燒室10。在燃燒室10的燃料/燃燒空氣進(jìn)入側(cè)連接著一個(gè)文杜里管11。這個(gè)構(gòu)成文杜里噴嘴的文杜里管11優(yōu)選至少在連接區(qū)域中與燃燒室10一體構(gòu)成。
文杜里管11以本身公知的方式由一個(gè)擴(kuò)壓器部分12及一個(gè)進(jìn)入部分13組成。擴(kuò)壓器部分12具有比進(jìn)入部分13長(zhǎng)的軸向延伸長(zhǎng)度，及最好具有錐形形狀，其中錐形擴(kuò)壓器部分12的具有最大直徑的端部與燃燒室10的燃料/燃燒空氣入口連接。進(jìn)入部分13也具有錐形形狀或由一個(gè)或多個(gè)具有可選擇地連接的圓柱形部分的入口半徑組成，但最大直徑的區(qū)段背離燃燒室10，該進(jìn)入部分與擴(kuò)壓器部分12最小直徑的端部相鄰接。
文杜里管11及燃燒室10最好位于一個(gè)共同的縱向中心軸線14上。一個(gè)燃料輸入細(xì)管15與該縱向中心軸線14同心，在燃料輸入細(xì)管15的下游端上連接著一個(gè)雙料噴嘴16。雙料噴嘴16的出口位于文杜里管11的擴(kuò)壓器部分12與進(jìn)入部分13之間的最窄位置上，即在相對(duì)燃燒室10的一個(gè)負(fù)壓區(qū)域中，如圖2所示。
也可根據(jù)圖3中所示的變型設(shè)置一個(gè)小的文杜里管19在同樣的位置代替雙料噴嘴16，它通過(guò)文杜里管11的壓力降工作及終止在該負(fù)壓區(qū)域中，以便達(dá)到預(yù)霧化。在此情況下，燃料輸入細(xì)管15接入小文杜里管19，通過(guò)它也輸入空氣。
燃燒空氣將借助于圖中未示出的鼓風(fēng)機(jī)送入文杜里管11的進(jìn)入部分13中，該鼓風(fēng)機(jī)提供了具有僅僅很小的過(guò)壓的燃燒空氣。燃燒空氣沿著箭頭17輸入到文杜里管11中。
圖2中以曲線圖表示文杜里管11中的軸向壓力變化，在其X軸上記錄文杜里管11的長(zhǎng)度，而在其Y軸上記錄文杜里管11中的壓力差Δp。因此在文杜里管11的進(jìn)入部分13的進(jìn)入處燃燒空氣具有很小的過(guò)壓，該過(guò)壓由輸入燃燒空氣的鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生。當(dāng)進(jìn)入部分13流過(guò)氣流時(shí)通過(guò)橫截面變窄使速度提高，并同時(shí)使燃燒空氣的壓力下降及在向接著的擴(kuò)壓器部分12的過(guò)渡處達(dá)到最小值。相對(duì)燃燒室壓力值該最小絕對(duì)壓力相應(yīng)于一個(gè)最大的負(fù)壓。隨著在擴(kuò)壓器部分12中向下游的繼續(xù)流動(dòng)該負(fù)壓下降，以使得進(jìn)入燃燒室10的燃燒空氣處于約燃燒室的壓力上。
噴嘴16具有至少一個(gè)徑向孔18，它通入噴嘴16的軸向燃料輸送孔?？諝鈱⑼ㄟ^(guò)該徑向孔18進(jìn)入液體燃料的輸送路徑，由此在噴嘴16中發(fā)生燃燒空氣及液體燃料的渦旋。然后該混合物霧化地從噴嘴16的出口排出及在擴(kuò)壓器部分12中與沿箭頭吸入的燃燒空氣相混合，燃燒空氣則由具有低壓的鼓風(fēng)機(jī)供給到進(jìn)入部分13。
此外最好使二次燃燒空氣進(jìn)入到燃燒室10中。為此，在文杜里管的擴(kuò)壓器部分12過(guò)渡到燃燒室10的位置上，在圓周上分布地構(gòu)成了二次空氣入口20，二次空氣通過(guò)該入口進(jìn)入燃燒室。變換地或附加地，二次空氣入口也可設(shè)在燃燒室10的殼體上。圖4以縱剖視圖概要地表示裝有根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施形式的文杜里噴嘴的、用于機(jī)動(dòng)車附加加熱裝置的燃燒器的燃燒室后部分。
總體地用標(biāo)號(hào)110表示的圓柱形燃燒室的前面連接有一個(gè)燃燒空氣輸入室111，燃燒空氣由一個(gè)未示出的裝置、典型地借助一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)輸入。燃燒室110具有與其縱向中心軸線L-點(diǎn)劃線所示-同心地延伸的一個(gè)連接口1122，用于連接文杜里噴嘴112的下游端，后者完全地位于燃燒空氣輸入室111的內(nèi)部。圍繞著連接口122在其外圍具有環(huán)形布置的小孔口123，用于使二次燃燒空氣進(jìn)入燃燒室110。
文杜里噴嘴112在下游區(qū)域包括一個(gè)通入燃燒室110的錐形擴(kuò)壓器113，該擴(kuò)壓器在向上游方向以錐尖結(jié)束。在上游區(qū)域中該文杜里噴嘴112包括一個(gè)錐形進(jìn)入部分114，該進(jìn)入部分具有與擴(kuò)壓器113相反方向的直徑變化，即朝著擴(kuò)壓器113的方向以錐尖結(jié)束。在進(jìn)入部分114的外端連接著一個(gè)圓柱形部分115，后者通出到燃燒空氣輸入室111中。擴(kuò)壓器113及進(jìn)入部分114通過(guò)一個(gè)小直徑的圓柱形部分116相連接，一個(gè)燃料輸入細(xì)管117伸到在該部分中，該燃料輸入細(xì)管117與文杜里噴嘴的縱向中心軸線同心地延伸及在該噴嘴的外部呈彎角地從燃燒空氣輸入室111中引出。
在燃燒空氣輸入室111及文杜里噴嘴112的該結(jié)構(gòu)中，液體燃料將通過(guò)最窄位置區(qū)域中(在圓柱形部分116的區(qū)域中)占優(yōu)勢(shì)的負(fù)壓被吸入到燃燒空氣中及被霧化。由燃燒空氣輸入室111輸入到進(jìn)入部分114的燃燒空氣與霧化燃料從文杜里噴嘴112輸入到燃燒室110中。由燃料及燃燒空氣組成的霧體在燃燒室110中被點(diǎn)燃并在與來(lái)自孔口123的附加二次燃燒空氣相混合的情況下燃燒。為此，一個(gè)點(diǎn)火裝置伸入到燃燒室110中，該點(diǎn)火裝置在圖4中用標(biāo)號(hào)124概要表示及其端部伸入在文杜里噴嘴112的錐形擴(kuò)壓器113的出口區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明，該文杜里噴嘴112在軸向上被分成兩部分，即一個(gè)與燃燒室10相鄰接的輸出部分118，及一個(gè)設(shè)在該輸出部分118上游的輸入部分119。文杜里噴嘴112的軸向分開(kāi)處出現(xiàn)在其擴(kuò)壓器113的區(qū)域中，以使得輸入部分119約為輸出部分118的雙倍長(zhǎng)。
在圖4所示的優(yōu)選實(shí)施形式中，輸出部分118及輸入部分119彼此通過(guò)一個(gè)環(huán)形間隙120分開(kāi)，該間隙的寬度典型地在0.1與0.8mm之間。該間隙寬度可優(yōu)選為約0.3mm。該環(huán)形間隙120在軸向上通過(guò)輸出部分118及輸入部分119彼此相對(duì)著的環(huán)形端面及在徑向上通過(guò)一個(gè)環(huán)形密封裝置121構(gòu)成邊界，該環(huán)形密封裝置使環(huán)形間隙120及由此使錐形擴(kuò)壓器113對(duì)外部密封。環(huán)形密封裝置121的材料最好由隔熱材料、例如陶瓷作成。文杜里噴嘴112由金屬制成，但最好也至少部分地由陶瓷構(gòu)成。用于兩個(gè)文杜里噴嘴部分118，119的材料可為相同材料。但最好考慮，輸出部分118的材料比輸入部分119的材料具有更小的導(dǎo)熱性能，以便使盡可能少的熱量傳遞到兩個(gè)文杜里噴嘴部分118與119之間的環(huán)形間隙120。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的文杜里噴嘴112的隔熱分割使該噴嘴具有一個(gè)冷部分及一個(gè)熱部分。由于文杜里噴嘴劃分成兩部分，處于上游的冷的輸入部分119在工作中典型地以低于180℃的溫度被加載，以使得在該噴嘴部分119中不發(fā)生燃料的熱裂解。另一方面，文杜里噴嘴112的火焰?zhèn)鹊臒彷敵霾糠?18典型地以高于500℃的溫度被加載，由此在它的內(nèi)壁上使從燃料輸入細(xì)管117噴入的液體燃料蒸發(fā)，而不會(huì)留下熱裂解殘余物。由此避免了，文杜里噴嘴112附著殘余物及由此至少對(duì)其效率產(chǎn)生不良影響。
環(huán)形密封裝置121可填滿整個(gè)環(huán)形間隙120。對(duì)此變換地也可考慮，完全去掉環(huán)形密封裝置121。在一個(gè)很窄的環(huán)形間隙120中實(shí)際上沒(méi)有燃料混合物向外泄漏。在此情況下，如果有很少的泄漏量，則它會(huì)與二次燃燒空氣一起被輸入燃燒室及在那里燃燒。
由于在裝有根據(jù)本發(fā)明的文杜里噴嘴的燃燒器中可實(shí)現(xiàn)很少的有害物質(zhì)生成量，保證了燃燒器并且以致加熱裝置具有大的工作壽命和極小的環(huán)境污染。最后，通過(guò)使用本發(fā)明的文杜里噴嘴，使得起動(dòng)性能被最佳化。
權(quán)利要求
1.燃燒器，尤其是用于機(jī)動(dòng)車輔助加熱或停車加熱，具有在存在燃燒空氣情況下燃燒液體燃料的燃燒室(10，110)及具有一個(gè)混合裝置，后者包括一個(gè)用于液體燃料霧化的噴嘴，其特征在于該噴嘴包括一個(gè)文杜里管(11)或文杜里噴嘴(112)，它具有一個(gè)在燃燒空氣流動(dòng)方向收縮的進(jìn)入部分(13，114)及一個(gè)在燃燒空氣流動(dòng)方向擴(kuò)大的擴(kuò)壓器部分(12，113)，擴(kuò)壓器部分在直徑大的端部通入燃燒室(10，110)，其中在從進(jìn)入部分(13，114)到擴(kuò)壓器部分(12，113)的過(guò)渡區(qū)域中的一個(gè)負(fù)壓區(qū)域中輸入液體燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器，其特征在于至少擴(kuò)壓器部分(12，113)的前區(qū)段與燃燒室(10，110)一體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃燒器，其特征在于在向燃燒室(10，110)的方向上錐形地?cái)U(kuò)展開(kāi)的擴(kuò)壓器部分(12，113)具有多個(gè)帶不同的張開(kāi)角的區(qū)段。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的燃燒器，其特征在于燃料通過(guò)與縱向中心軸線(14，L)同心設(shè)置的燃料輸入細(xì)管(15，117)輸入所述文杜里管(11)或文杜里噴嘴(112)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的燃燒器，其特征在于燃燒室(10，110)至少具有一個(gè)用于二次燃燒空氣的入口(20，123)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5燃燒器，其特征在于用于二次燃燒空氣的入(20，123)從軸向上看設(shè)置在燃燒室(10，110)的這樣的區(qū)域中，在該區(qū)域上接入文杜里管(11)或文杜里噴嘴(112)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的燃燒器，其特征在于燃料通過(guò)一個(gè)任意構(gòu)型的雙料噴嘴(16)或一個(gè)小的第二文杜里管(19)被預(yù)霧化，它的入口及出口在文杜里管(11)中這樣地設(shè)置，即它通過(guò)由文杜里管(11)產(chǎn)生的壓力降來(lái)工作。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的燃燒器，其特征在于燃燒空氣被渦旋地輸入進(jìn)入部分(13，114)。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的燃燒器，其特征在于文杜里管(11)或文杜里噴嘴(112)至少部分地由一種陶瓷材料制成。
10.用于在一個(gè)燃燒器的燃燒室(110)中存在燃燒空氣情況下燃燒液體燃料而使液體燃料霧化的文杜里噴嘴(112)，所述燃燒器尤其是用于機(jī)動(dòng)車輔助加熱或停車加熱的燃燒器，其特征在于該文杜里噴嘴在軸向被分成一個(gè)燃料/燃燒空氣輸出部分(118)及燃料/燃燒空氣輸入部分(119)，及這兩個(gè)文杜里噴嘴部分(118，119)相互熱隔離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的文杜里噴嘴，其特征在于文杜里噴嘴(112)的輸入部分(119)具有比輸出部分(118)長(zhǎng)的軸向延伸長(zhǎng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的文杜里噴嘴，其特征在于文杜里噴嘴(112)的輸入部分(119)約為輸出部分(118)的兩倍長(zhǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于文杜里噴嘴(112)的輸出部分(118)由一種比輸入部分(119)導(dǎo)熱性能差的材料制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于輸出部分(118)與輸入部分(119)彼此通過(guò)一個(gè)環(huán)形密封裝置(121)分開(kāi)，該環(huán)形密封裝置基本上整個(gè)面地與兩個(gè)文杜里噴嘴部分(118，119)的相對(duì)著的環(huán)狀端面軸向上鄰接。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于輸出部分(118)及輸入部分(119)至少部分地通過(guò)一個(gè)環(huán)形間隙(120)彼此分開(kāi)，該環(huán)形間隙在軸向上由兩個(gè)文杜里噴嘴部分(118，119)的相對(duì)著的環(huán)狀端面構(gòu)成邊界。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的文杜里噴嘴，其特征在于環(huán)形間隙(120)在徑向上由環(huán)形密封裝置(121)構(gòu)成邊界。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的文杜里噴嘴，其特征在于環(huán)形間隙(120)具有的間隙寬度在0.1與0.8mm之間，優(yōu)選為約0.3mm。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于環(huán)形密封裝置(121)由隔熱材料制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于環(huán)形密封裝置(121)由陶瓷材料制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于文杜里噴嘴(112)的分隔處位于它的擴(kuò)壓器部分(113)中。
21.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的文杜里噴嘴，其特征在于至少輸出部分(118)由陶瓷材料制成。
全文摘要
燃燒器，尤其是機(jī)動(dòng)車輔助加熱或停車加熱，用于在存在燃燒空氣情況下燃燒液體燃料，具有燃燒室(10)，在該燃燒室的前面接有一個(gè)用于液體燃料霧化的噴嘴。根據(jù)本發(fā)明提出該噴嘴包括一個(gè)文杜里管(11)，它用其擴(kuò)壓器部分(12)的直徑大的端部通入燃燒室(10)，在該文杜里管中，在其相對(duì)擴(kuò)壓器部分(12)下游端部的壓力值為負(fù)壓的區(qū)域中輸入液體燃料及通過(guò)其輸入部分(13)輸入燃燒空氣。
文檔編號(hào)F23D11/38GK1418305SQ01806796
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者克里斯蒂安·胡布鮑爾, 貝恩德·米特曼, 托馬斯·克舍爾, 克里斯蒂娜·扎林格 申請(qǐng)人:韋貝斯托熱系統(tǒng)國(guó)際有限公司