专利名称：运输工具暖气设备的燃烧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及运输工具暖气设备用的一种燃烧器，该燃烧器具有a)一台输送燃烧用空气的鼓风机；b)一个燃烧室，该燃烧室的部分内表面具有多孔衬里；c)一个向衬里输送燃油的装置；d)和一个用于点燃从衬里中气化出的燃油或点燃燃油与空气混合气的电热线点火塞。
在这种燃烧器内，热线点火塞的位置对实现最佳点火过程是极其重要的。
迄今，热线点火塞或是设置在燃烧室环形壁径向上向外突起的套管内，或是设置在燃烧室底部的后面。
本发明的目的在于就热线点火塞的设置设计一种燃烧器，该燃烧器可以产生有利的点火条件，同时又能使热线点火塞的设置占用空间特别小。
为实现此项目的，本发明提供一种燃烧器，其特征在于，e)热线点火塞的设置应使其纵轴基本在燃烧室环形壁的切面上。
由于采用了这种设置热线点火塞的方式，因而热线点火塞的很大一部分点火段非常有利地接近于燃烧室的内空间。同时，在燃烧室周围占用的位置也特别小。
对热线点火塞的位置和设置也可以用另一种方式加以表述，即其纵轴基本在燃烧室环形壁的切向上伸展，但这绝不意味着热线点火塞环形壁的切向上伸展，但这绝不意味着热线点火塞必须位于正交于燃烧室纵轴伸展的平面上。更确切地说，热线点火塞的纵轴可以在燃烧室环形壁的一个切面上的任何一个位置，甚至在特别有利的极端情况下，热线点火塞的纵轴可以平行于燃烧室纵轴伸展。正如下面所述的实施例所示，热线点火塞纵轴所在的平面对应于数学定义的燃烧室环形壁的切面的平面，可略向燃烧室内部方向或从燃烧室内部向外平移。热线点火塞的点火段宜设置在燃烧室的一外副室内并且该副室通过一开口与燃烧室连接。采用此方式，可使热线点火塞避免受到燃烧室内主导条件，特别是避免受到烟气释放和污染环境条件的不利影响。
所述开口宜穿通燃烧室衬里，其中如果衬里在开口旁或围绕开口处具有一个面向副室的表面区，则特别有利。由于采用了这些措施，因而在紧邻热线点火塞的点火段处建立了燃油气化的最佳条件并为在此处形成易燃的燃油与空气混合气建立了最佳条件。
另一优选方案是，热线点火塞的点火段设置在衬里的空隙空间内，该空隙空间通过一开口与燃烧室连接。而且在这种情况下也可以一方面产生有利的点火条件，另一方面也可以使热线点火塞避免受到燃烧室内主导条件的不利影响。
本发明的优选进一步设计是，作为整体制作的安装件的衬里具有一环形区和一底部区。由于采用了整体制作的安装件结构，因而实现了特别合理的制作并导致输送的燃油在衬里中的最佳分布。用作衬里或安装件的特别相宜的材料是金属织物、金属布、金属烧结体和多孔陶瓷材料。在用金属织物、金属布或同类原材料制作时，特别可以从圆盘形毛坯开始加工，然后通过拉伸或压延把毛坯加工成杯形。也可用下料毛坯制作衬里。对某些必要的开口，例如可以采用冲压的方法毫无问题地加工。
在与燃烧室相背的衬里背侧相邻的壁上宜至少设有一燃烧用空气的流入口。经这个或这些流入口流入的燃烧用空气接着穿过衬里并把留存的燃油蒸气由衬里输送到燃烧室内；由此处流入的燃烧用空气非常均匀地分布在燃烧室内。通常整个燃烧用空气中只有一部分是采用此途径进入燃烧室的。
输送燃油的装置宜具有一条通向衬里的供油管道并且流出口距热线点火塞点火段与衬里相邻的位置只有相应较小的距离。这样正好在与热线点火塞点火段相邻的衬里范围内实现燃油的高饱和度。
流出口宜基本与热线点火塞位于燃烧室的同一截面上，其中流出口和热线点火塞点火段与衬里相邻的位置间的角距小于90°，其优选值为小于60°。
出于为燃烧用空气建立尽可能有利的输送条件的考虑，可设有一燃烧室的送风前室。
宜设有一条或多条通向送风前室的燃烧用空气供气管。如果这条或这些供气管基本与送风前室的环形壁相切伸展，则是特别有利的。
也可以设有一条通向送风前室的基本轴向伸展的燃烧用空气供气管，其中宜在前室与燃烧室的通道上设有一个用于产生供气涡流分量的导向器。
在采用送风前室的情况下所述的供气方式的目的在于，使燃烧用空气旋转地流入燃烧室，这对完全燃烧和大负荷可靠的工作是有利的。在设有多条切向伸展的燃烧用空气供气管道时，这些管道宜从分布在圆周的各个位置通向前室。
另一优选措施在于设有一基本呈管形的燃烧室火管，该火管经热线点火塞设置位置继续顺流向扩展，并且在燃烧室火管上设有供燃烧用空气流出，进入燃烧室火管与燃烧室环形壁间的空间的开孔。
宜采用棒状热线点火塞，有时也称作杆状热线点火塞作热线火塞。棒状热线点火塞与通常的热线点火塞的区别在于，它具有一带有外罩的点火螺旋。基本呈圆柱形的、在其自由端呈圆弧形的点火棒由陶瓷材料或金属材料构成。棒状热线点火塞升温快并且不敏感。此外，每次点火耗电少。
本发明的燃烧器配套的运输工具暖气设备特别用于安装在小桥车、卡车、船舶、宿营车、宿房挂车和推土机等上。在将运输工具暖气设备安装在内燃机驱动的动力车辆上时，可将暖气设备接入通常为冷却内燃机和对车辆内室加温设置的液体循环中。通常运输工具暖气设备可以是所谓的水暖设备，该水暖设备把产生的热释放给液体循环中，也可以是气暖设备，该气暖设备把产生的热直接作为热气流加以释放。首先加以考虑使用的燃油是汽油或柴油。
本发明的燃烧器也可以作为用于微粒过滤器热再生的发热器，特别是在柴油机的尾气管路中加以采用。
下面依照附图中示出的实施例对本发明和本发明的设计做进一步的说明。附图中示出
图1运输工具暖气设备的燃烧区沿图2的I—I线的水平纵剖面图；图2设置热线点火塞的燃烧范围沿图1的II—II线的截面图；图3一种燃烧器的改进实施方式的部分范围的纵剖面图；图4类似于图2的一种燃烧器的改进实施方式的部分范围的截面图；图1中示出一种运输工具暖气设备的燃烧区，燃烧区的最主要的部件是带有热线点火塞4和下面加以说明的燃油输送装置6的燃烧室2以及燃烧用空气鼓风机8。出于对视野的考虑，未将暖气设备的机壳绘入。此外，图1中的暖气设备还有一个换热器，该换热器接在燃烧室2的右侧并用于把热的燃烧气的热量传导给液体或空气。
燃烧用空气鼓风机由一电动机10和一鼓风机叶轮12构成，该叶轮的示意方式被绘入图1中。在实践中经常采用的是侧通道鼓风机，该鼓风机具有一固定的通道并具有一与此通道有微小间距的旋转的鼓风机叶轮。
在图中的实施例中的燃烧室2基本呈圆柱形。在图1的左侧，燃烧室2的前面设置一个送风前室14，送风前室的结构为圆柱形，其轴长度大大小于直径。一管形燃烧室火管16由前室14开始，扩展进入燃烧室2。在图1左侧，燃烧室火管16对前室14是敞开的，并且在图1右侧，对燃烧室2也是敞开的，其中在此处当然设置有一个圆盘形的、从其平面向外弯曲的导流板18，该导流板使从火管16中流出的气流径向向外偏转。
一个横截燃烧器纵轴24伸展的、圆环形的隔板22位于火管16和燃烧室2的环形壁20之间。在面向燃烧室的隔板22侧设置有多孔的衬里24，该衬里整体呈钵形或杯形并具有一底部区26及一环形区28。底部区26所具有的中心孔的大小应正如使底部区26环围火管16适配。底部区26在图1中示出的左侧面设在隔板22上。环形区28的外圆面设在燃烧室2的内圆上。在轴向上衬里24短于火管16。
多孔衬里24宜由金属物、金属编织物、多孔烧结金属或多孔陶瓷材料构成。在图中所示的实施例中，衬里24是一个整体制的安装件。
一切向的或外围的热线点火塞套管30从侧面接在燃烧室2环形壁的外圆上，在图中所示的实施例中热线点火塞套管垂直伸展。在图中所示的实施例中，套管30有一正方形截面，但也可以有一例如圆形的或倒圆的截面。在这里作为棒状热线点火塞的热线点火塞4被旋入套管30内。32表示热线点火塞4的点火段(图2)。从图2中可以清楚地看出，热线点火塞的纵轴在燃烧室环形壁20的切向上伸展。在套管30向环形壁20的通道位置上，环形壁20上有一开孔。在此位置，衬里24也具有一个开口，该开口当然稍小于环形壁20上的开孔。这样就形成了一个作为套管30内空间和燃烧室2内空间的通道的开口34。
由鼓风机8输送的燃烧用空气中的一部分经两条管道36进入前壁14。正如在图2中可以特别清楚地看到的情况，两条管道36与前室14的环形壁相切并通向方向相反的位置。这样在前室14中就会产生带有特有的涡流分量的气流。燃烧用空气从室14流入火管16并从此处部分经径向开孔38流出，进入火管16与燃烧室2的环形壁20间的空间内，部分从火管16的右端流出。
另一部分输送的燃烧用空气经径向开孔40流入燃烧室2，这些开孔按流向顺序设置在火管16前面的燃烧室2的环形壁20上。此外还绘有用于燃烧用空气穿流最好设有的其它开孔。一方面，这些孔指的是隔板22上的开孔42。相应较少量的燃烧用空气经这些开孔42流入衬里24的底部区26并从此处均匀分布地进入燃烧室2。由于衬里是多孔的，故在这些位置的开孔都不太大。另一方面，这些孔指的是衬里24的环形区28覆盖范围内的燃烧室2环形壁20上的开孔，其中开孔44穿透衬里24。最后还要提及的是，在套管30上设有一用于少量空气的流入口46。
在图1中所示的燃烧室2右端，设有一火焰档板48，在其中心有一大的开孔50。一烟道52在图1右侧接在火焰档板48上，在烟道中燃油的结束。
从图2中可以看出，可采用燃油输送管道为衬里24输送燃油，该燃油输送管道的具体体现是穿透燃烧室2环形壁20的油管6。油管6的出口位置与火花塞4的点火段32在同一截面上并且其与上面所述开孔34中轴和角距为45°。
当燃烧器点火，接通热线点火塞4时，热线点火塞4点火段32释放出的热量促使燃油从衬里24中气化出，既进入燃烧室2的内部，又进入套管30的内部，其中面向套管30内部的衬里24的表面区54也附加起着有益的作用。在形成易燃的燃油与空气混合气后，在热线点火塞4的点火段32上进行点火。通过开孔34，点火被继续传播到燃烧室2的内部。
套管30的壁内侧同样可以(但不见得非如此不可)敷有多孔衬里。但由于在开孔34范围内的热线点火塞4的点火段32非常靠近衬里24，故在许多情况下套管30的这类衬里是多余的。
这里要指出的是，除图中所示的两条燃烧用空气输送管36外还可以有更多的输送管或者也可以仅用一条输送管36工作，但此时的输送管的管径相应较大。
在图3中示出了一种输送燃烧用空气的变型方式。燃烧用空气不是经前室14的切向管流入，而是经一轴向伸展的中心管56流入。在火管16的入口孔前设置有一个涡流的导向器58。导向器58由一位于火管16入口孔前的板60和多个沿圆周分布的在板60和隔板22间设置的导流面62构成。导流面62对应于径向倾斜设置，以便产生所需的涡流。
在图4中示出了一种有所变化的实施方式，在此方式中热线点火塞4点火段32不设置在燃烧室2环形壁20的套管30内，而是在各侧环围点火段32的衬里24的空隙64中。此外，从图中还看出，与上面所述的实施例相似，有一通向空隙64内部的送风开孔46和一可以把点火传播到燃烧室2内部的开孔。该空隙在图中所示的实施例为圆柱结构。
而且在上述实施例中，热线点火塞4是这样设置的，其纵轴在燃烧室环形壁20的切向上伸展。“切向”的概念并不意味着火花塞4构成对环形壁20数学定义的正切。
权利要求
1.运输工具暖气设备的燃烧器，该燃烧器具有(a)一台输送燃烧用空气的鼓风机(8)；(b)一个燃烧室(2)，该燃烧室的部分内表面具有多孔衬里(24)；(c)一个向衬里(24)输送燃油的装置(6)；(d)和一个用于点燃从衬里(24)中气化出由燃油或点燃燃油与空气混合气的电热线点火塞，其特征在于，(e)热线点火塞(4)如此设置，使其纵轴基本位于燃烧室环形壁(20)的切面上。
2.按照权利要求1的燃烧器，其特征在于，热线点火塞(4)的点火段(32)设置在燃烧室(2)的一个副室(在30中)内并且该副室通过一开口(34)与燃烧室(2)连接。
3.按照权利要求2的燃烧器，其特征在于，开口(34)穿通燃烧室(2)的衬里(24)。
4.按照权利要求3的燃烧器，其特征在于，其中衬里(24)在开口(34)旁或围绕开口(34)处具有一个面向副室(在30中)的表面区(54)。
5.按照权利要求1的燃烧器，其特征在于，热线点火塞(4)的点火段(32)设置在衬里(24)的空隙空间(64)内，该空隙空间通过一开口(34)与燃烧室(2)连接。
6.按照权利要求1至5中的任何一项所述的燃烧器，其特征在于，作为整体制作的安装件的衬里(24)具有一环形区(28)和一底部区(26)。
7.依照权利要求1至5中的任何一项所述的燃烧器，其特征在于，在与燃烧室相背的衬里(24)背侧相邻的壁(22)上，至少设有一燃烧用空气的流入口(42)。
8.依照权利要求1至7中的任何一项所述的燃烧器，其特征在于，输送燃油的装置具有一条通向衬里(24)的供油管(6)；并且流出口距热线点火塞(4)的点火段(32)与衬里(24)相邻的位置只有相应较小的距离。
9.依照权利要求8的燃烧器，其特征在于，流出口基本与热线点火塞(4)在燃烧室(2)的同一截面上；并且流出口和热线点火塞(4)点火段(32)与衬里(22)相邻的位置间的角距小于90°。
10.依照权利要求1至9中任何一项所述的燃烧器，其特征在于，设有燃烧室(2)送风前室(14)。
11.依照权利要求10的燃烧器，其特征在于，至少设有一条通向送风前室(14)的基本轴向伸展的燃烧用空气供气管(36)。
12.依照权利要求10的燃烧器，其特征在于，设有一条通向送风前室(14)的基本轴向伸展的燃烧用空气供气管(56)；并且设有一个产生供气涡流分最的导向器(58)。
13.依照权利要求1至12中的任何一项所述的燃烧器，其特征在于，设有一基本呈管形的燃烧室管(16)，该火管经热线点火塞(4)设置位置继续顺流向伸展；并且燃烧室火管(16)上设有供燃烧用空气流出并进入燃烧室火管(16)与燃烧室环形壁(20)间的空间的开孔(38)。
14.依照权利要求1至13中的任何一项所述的燃烧器，其特征在于，采用的热线点火塞(4)是一种棒状热线点火塞。
全文摘要
运输工具暖气设备的燃烧器具有(a)一台用于输送燃烧用空气的鼓风机(8)；(b)一个燃烧室(2)，该燃烧室的部分内表面具有多孔衬里(24)；(c)一个向衬里(24)输送燃油的装置(6)；(d)和一个用于点燃从衬里(24)气化出的燃油的电热线点火塞，其特征在于，(e)热线点火塞(4)的设置应使其纵轴基本在燃烧室环形壁(20)的切面上。
文档编号F23D3/40GK1125478SQ94192505
公开日1996年6月26日 申请日期1994年8月25日 优先权日1993年8月26日
发明者埃里克·肯纳, 赫伯特·兰根, 沃尔夫冈·谢弗特, 彼得·赖泽 申请人:J·埃伯斯帕彻公司