УЗЕЛ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ И ЗАПАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2015 года по МПК F02N19/04 F23R3/60 F23D11/42 

Настоящее изобретение относится к узлу камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля, содержащему корпус с охватывающей камеру сгорания стенкой, причем в области стенки корпуса предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие для запального органа и, по меньшей мере, в одном таком отверстии установлен запальный орган с крепежным участком.

Подобный, известный из документа DE 10 2005055642 А1 узел камеры сгорания представлен на фиг.1. Узел 10 камеры сгорания содержит корпус 12 со стенкой 16, охватывающей камеру сгорания 14. Эта стенка 16 корпуса содержит приблизительно цилиндрическую периферийную стенку 18 и напольную стенку 20. Периферийная 18 и напольная 20 стенки могут быть предусмотрены на интегрально выполненном горшкообразном конструктивном элементе, однако они могут быть также выполнены в виде раздельных участков или конструктивных узлов и соединены между собой.

На периферийной стенке 18 предусмотрен установочный элемент 22 для запального органа. В зоне первого конца 24 этот элемент открыт со стороны камеры сгорания 14, образованной корпусом 12. На своем дальнем от периферийной стенки 18 конце 26 установочный элемент для запального органа содержит запальный элемент 30, например свечу зажигания, расположенный в отверстии 28, выполненном в установочном элементе 22 для запального элемента.

Внутренняя поверхность периферийной стенки 18, а также внутренняя поверхность установочного элемента 22 для запального элемента облицованы пористым испарительным средством 32 или 34. Пористое испарительное средство 34 установочного элемента 22 для запального элемента и пористое средство 32 периферийной стенки 18 связаны друг с другом в зоне отверстия 36, в которой отверстие 28 в установочном элементе 22 для запального элемента открыто в сторону камеры сгорания 14. Линия 38 подачи топлива подает жидкое топливо на участке установочного элемента 22 для запального элемента в пористое испарительное средство 34. Благодаря капиллярному эффекту и под действием силы тяжести жидкое топливо распределяется на участке внутреннего объема пористого испарительного средства 34, а также поступает в пористое испарительное средство 32. На поверхностях пористых испарительных средств 32, 34, свободно располагающихся в направлении к отверстию 28 для запального элемента или к камере сгорания 14, может проступать топливо для сгорания с использованием воздуха. Для подачи воздуха для горения предусмотрено, например, в установочном элементе 22 для запального элемента отверстие 40, напротив которого может располагаться, например, сквозное отверстие 42 в пористом испарительном средстве 34. Здесь могут быть также предусмотрены несколько таких отверстий 40 или 42. Также возможно предусмотреть в стенке корпуса, т.е. в периферийной 18 и/или напольной 20 стенке, другие отверстия для подачи воздуха для горения.

Запальный элемент 30 содержит на своем концевом участке, расположенном на конце 26 установочного элемента 22 для запального элемента, крепежный участок 44. Он закреплен в установочном элементе 22 для запального элемента или на конце 26 последнего, например, посредством винтового зацепления. От крепежного участка 44 запальный участок 46 проходит внутри вытянутого отверстия 28 в установочном элементе 22. От крепежного участка 44 проходит снаружи установочного элемента 22 для запального элемента электрический соединительный провод 48, по которому может подводиться электрический ток, необходимый для возбуждения спирали накаливания, предусмотренной на запальном участке 46 и показанной на фиг.1.

Задачей настоящего изобретения является создание узла камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля, в котором при упрощенной конструкции, тем не менее, достигается устойчивое закрепление, по меньшей мере, одного запального элемента на корпусе камеры сгорания.

Согласно изобретению поставленная задача решена посредством узла камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля, содержащего корпус камеры сгорания со стенкой, охватывающей камеру сгорания, причем в области стенки корпуса предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие для запального элемента и, по меньшей мере, в одном отверстии для запального элемента установлен запальный элемент с крепежным участком.

При этом также предусмотрено, чтобы, по меньшей мере, одно отверстие для запального элемента было выполнено с внутренним профилем в форме кругового клина, крепежный участок запального элемента, установленного в этом отверстии, был выполнен с наружным профилем в форме кругового клина и находился в крепежном зацеплении с внутренним профилем в форме кругового клина.

В конструкции согласно изобретению крепление, по меньшей мере, одного запального элемента в его отверстии обеспечивается путем взаимодействия двух взаимодополняющих профилей в форме кругового клина. Технологически их проще осуществить, чем, например, резьбовые образования. Однако благодаря эффекту самотормозящего крепления таких профилей в форме кругового клина гарантируется стабильная фиксация, которая также не нарушается сотрясениями. Тем не менее, присутствует возможность путем воздействия инструментом разъединить оба находящихся в зацеплении между собой профиля, например при проведении работ по техническому уходу или при замене дефектного запального элемента.

По меньшей мере, одно отверстие для запального элемента, в частности отверстие, в которое установлен запальный элемент, может быть предусмотрено в области периферийной стенки, образующей стенку корпуса.

Для того чтобы, в частности на фазе пуска, т.е. в начале горения, можно было создать сравнительно быстро благоприятные условия для зажигания, также предлагается, чтобы на стенке корпуса был предусмотрен, по меньшей мере, один установочный элемент для запального элемента, открытый со стороны камеры сгорания, и чтобы, по меньшей мере, в одном установочном элементе было выполнено отверстие для запального элемента.

В отношении запальных условий, с одной стороны, и по возможности легко реализуемой конструкции, с другой стороны, оптимально, чтобы, по меньшей мере, один установочный элемент для запального элемента был выполнен, по меньшей мере, на своем дальнем от стенки корпуса концевом участке с наличием внутреннего профиля в форме кругового клина.

В частности, на фазе пуска процесса горения оптимально, чтобы необходимый для горения воздух подавался на участок вблизи запального элемента. Для этого может быть также предложено согласно изобретению, чтобы между внутренним профилем в форме кругового клина и находящимся с ним в крепежном зацеплении наружным профилем в форме кругового клина было выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха для горения. Таким образом, отверстия, имеющиеся в закрепленном состоянии в находящихся в крепежном зацеплении между собой взаимодополняющих профилях в форме кругового клина, одновременно используются согласно изобретению также для подачи воздуха для горения. Следовательно не требуется герметизировать отверстия путем дополнительных конструктивных мер.

Также настоящее изобретение относится к запальному элементу, который может применяться, например, в узле камеры сгорания согласно изобретению и который содержит крепежный и запальный участки, причем на крепежном участке предусмотрен наружный профиль в форме кругового клина.

При этом конструкция может быть такой, чтобы крепежный участок представлял собой концевой участок запального элемента, а запальный участок располагался от крепежного участка.

Изобретение относится также к нагревательному прибору автомобиля, содержащему узел камеры сгорания согласно изобретению и/или, по меньшей мере, один запальный элемент согласно изобретению.

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - разрез узла камеры сгорания с запальным элементом согласно уровню техники;

фиг.2 - вид в перспективе узла камеры сгорания или ее корпуса;

фиг.3 - вид в перспективе запального элемента узла камеры сгорания по фиг.2;

фиг.4 - вид запального элемента фиг.3 в направлении IV на фиг.3 в сочетании с участком установочного элемента для запального элемента.

На фиг.2 показан выполненный согласно изобретению узел 10 камеры сгорания или его корпус 12. Показана стенка 16 корпуса с периферийной стенкой 18 и напольной стенкой 20, на которой согласно представленному варианту выполнения изображены лопаточные элементы 50 для впуска воздуха для горения и создания эффективного потока подаваемого в камеру сгорания воздуха для горения, не показанную на фиг.2.

Также можно видеть проходящий приблизительно по касательной от периферийной стенки 18 установочный элемент 22 для запального элемента, который открыт на своем отстоящем от периферийной стенки 18 конце 26. От установочного элемента 22 для запального элемента ответвляется боковой соединительный патрубок 52. В него может заходить линия 38 подачи топлива, показанная на фиг.1 и известная из уровня техники.

Внутреннее исполнение корпуса 12 камеры сгорания на фиг.2 может соответствовать приведенному выше со ссылкой на фиг.1 описанию, вследствие чего делается отсылка на соответствующие места этого описания.

Показанное на фиг.2 отверстие 28 в установочном элементе 22 для запального элемента сформировано на участке конца 26 и содержит внутренний профиль 54 в форме кругового клина. Этот профиль содержит множество наклонных участков 56, расположенных приблизительно кругообразно вокруг продольной средней оси L₁ и переходящих друг в друга на соответствующих ступенчатых участках 58 для образования внутреннего профиля в форме кругового клина. Такой наклонный участок может, например, характеризоваться тем, что его расстояние от поверхности к продольной средней оси L₁, исходя из происходящего на соответствующем ступенчатом участке 58 резкого или скачкообразного уменьшения расстояния в направлении периметра, например, постоянно увеличивается, пока на следующем ступенчатом участке 58 в направлении периметра снова не произойдет резкого или скачкообразного уменьшения расстояния к продольной средней оси L₁.

На фиг.3 показан запальный элемент 30, располагаемый в установочном элементе 22. Этот запальный элемент содержит крепежный участок, обозначенный в целом позицией 44, и запальный участок 46, проходящий в отверстии 28 вдоль установочного элемента 22 для запального элемента, на котором может быть предусмотрена, например, электрически возбуждаемая спираль накаливания. Для создания электрического контакта может быть предусмотрен на противолежащей относительно запального участка 46 стороне крепежного участка 44 участок 62 контактного подключения. Крепежный участок 44 выполнен с наличием наружного профиля 64 в форме кругового клина, ответного внутреннему профилю 54 в форме кругового клина. Также этот наружный профиль 64 в форме кругового клина содержит несколько, в приведенном примере три наклонных участка 66, которые на соответствующих ступенчатых участках 68 переходят друг в друга. Также и здесь наружный профиль 64 в форме кругового клина со своими наклонными участками 66 располагается приблизительно кругообразно вокруг средней продольной оси L₂ запального элемента 30, которая в состоянии, в котором запальный элемент 30 установлен в установочном элементе 22, совпадает по существу с продольной средней осью L₁ последнего. Также и в этом наружном профиле в форме кругового клина наклонные участки 66 отличаются, например, тем, что, исходя из резкого или скачкообразного увеличения расстояния от наружной поверхности к продольной средней оси L₂, это расстояние в направлении периметра, затем, например, постоянно уменьшается, пока на следующем ступенчатом участке 68 в направлении периметра снова не произойдет резкого или скачкообразного увеличения расстояния до наружной периферийной поверхности.

В результате ответного выполнения обоих профилей 54, 64 в форме кругового клина, что касается размерности и количества соответствующих наклонных и ступенчатых участков, возможно вставление друг в друга этих обоих профилей 54, 64 в направлении продольной средней оси L₁, вследствие чего запальный участок 46 утопится в установочном элементе 22 для запального элемента. Если оба профиля 54, 64 в форме кругового клина будут выровнены относительно друг друга также в осевом направлении, то при воздействии инструментом, например, на шестигранник 70 запальный элемент 30 повернется в его отверстии 28, а именно, как показано на фиг.2, 3, против часовой стрелки. Это приведет к тому, что в состоянии вставления ступенчатые участки 58, 68, расположенные еще очень близко друг против друга, удалятся друг от друга, а радиально противолежащие между собой наклонные участки 54, 64 заклинятся друг с другом. При этом возникает показанное на фиг.4 состояние, в котором между расположенными в периферийном направлении непосредственно друг против друга ступенчатыми участками 58, 68 и исходящими или примыкающими к ним наклонными участками 56, 66 образуются отверстия 72. Последние остаются открытыми как в направлении к внутреннему объему установочного элемента 22 для запального элемента, т.е. к отверстию 28 для запального элемента, так и наружу. Эти отверстия 72, которые, в частности, при равномерном периферийном распределении наклонных участков или ступенчатых участков на обоих профилях в форме кругового клина также равномерно распределятся по периметру, обеспечивают поступление воздуха для горения внутрь установочного элемента для запального органа, а именно равномерно по периметру вокруг продольной средней оси L₁. Таким образом, можно отказаться от применения дополнительных отверстий в самом установочном элементе 22 для запального элемента, выполняемых, например, сверлением.

Следовательно, при использовании конструкции согласно изобретению производится фиксация запального элемента на корпусе камеры сгорания, в изображенном примере - на установочном элементе для запального элемента на таком корпусе, конструктивно простым способом посредством профилей в форме кругового клина, приводимых в самотормозящее расклинивание путем поворота запального элемента. Это делает ненужным нанесение резьбы на установочном элементе для запального элемента или на корпусе камеры сгорания. Внутренний профиль в форме кругового клина в установочном элементе для запального элемента может быть одновременно сформирован при изготовлении корпуса камеры сгорания, например, способом литья или литья под давлением. Вследствие самотормозящей фиксации существует действительно опасность отсоединения запального элемента. Для этого необходимо воздействовать соответствующим инструментом на запальный элемент и отсоединить его. Это упрощает также процесс замены, например, дефектного запального элемента.

Следует учесть, что принципы настоящего изобретения могут, разумеется, найти применение и в том случае, когда отверстие для запального элемента выполнено не в установочном элементе для запального элемента, а, например, непосредственно в периферийной стенке или напольной стенке корпуса камеры сгорания. Также и в этом случае отверстию, сформированному, например, в процессе литья, может быть придан внутренний профиль в форме кругового клина. Необходимо также отметить, что корпус камеры сгорания, как это представлено на фиг.2, может иметь более одного установочного элемента для запального элемента, например два или три установочных элемента, которые могут быть выполнены при необходимости одинаковыми, т.е. все установочные элементы снабжены внутренним профилем в форме кругового клина.

Изобретение относится к узлу камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля. Узел содержит корпус (12) камеры сгорания со стенкой (16), охватывающей камеру сгорания, причем на участке стенки (16) корпуса выполнено отверстие (28) для запального элемента и в отверстии (28) для запального элемента установлен запальный элемент (30) с крепежным участком (44), причем отверстие (28) для запального элемента выполнено с внутренним профилем (54) в виде кругового клина, при этом крепежный участок запального элемента, установленного в этом отверстии, выполнен с наружным профилем в виде кругового клина и находится в крепежном зацеплении с внутренним профилем (54) в виде кругового клина. Изобретение обеспечивает устойчивое закрепление запального элемента на корпусе камеры сгорания. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Узел камеры сгорания, в частности, для нагревательного прибора автомобиля, содержащий корпус (12) камеры сгорания со стенкой (16), охватывающей камеру сгорания, причем на участке стенки (16) корпуса выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (28) для запального элемента и, по меньшей мере, в одном отверстии (28) для запального элемента установлен запальный элемент (30) с крепежным участком (44), отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно отверстие (28) для запального элемента выполнено с внутренним профилем (54) в виде кругового клина, причем крепежный участок (44) закрепленного в этом отверстии запального элемента (30) выполнен с наружным профилем (64) в виде кругового клина и находится в крепежном зацеплении с внутренним профилем (54) в виде кругового клина.

2. Узел по п.1, отличающийся тем, что на участке периферийной стенки (18) стенки (16) корпуса предусмотрено, по меньшей мере, одно отверстие (28) для запального элемента.

3. Узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что на стенке (16) корпуса расположен, по меньшей мере, один установочный элемент (22) для запального элемента, открытый со стороны камеры сгорания, причем, по меньшей мере, в одном установочном элементе (22) выполнено отверстие (28) для запального элемента.

4. Узел по п.3, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один установочный элемент (22) для запального элемента выполнен, по меньшей мере, на своем концевом участке (26), удаленном от стенки (16) корпуса, с внутренним профилем (54) в виде кругового клина.

5. Узел по п.1, отличающийся тем, что между внутренним профилем (54) в виде кругового клина и находящимся с ним в крепежном зацеплении наружным профилем (64) в виде кругового клина выполнено, по меньшей мере, одно отверстие (72) для впуска воздуха для горения.

6. Запальный элемент, в частности, для узла (10) камеры сгорания по любому из пп.1-5, содержащий крепежный участок (44) и запальный участок (46), причем крепежный участок (44) имеет наружный профиль (64) в виде кругового клина.

7. Запальный элемент по п.6, отличающийся тем, что крепежный участок (44) образует концевой участок запального элемента (30), причем запальный участок (46) простирается от крепежного участка (44).

8. Нагревательный прибор автомобиля, содержащий узел (10) камеры сгорания по любому из пп.1-5 и/или, по меньшей мере, один запальный элемент (30) по п.7 или 8.