ИСПАРИТЕЛЬНАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ МОБИЛЬНОГО ОТОПИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2015 года по МПК F23D5/06 F23D3/40 F23C7/06 

Настоящее изобретение касается испарительной горелки для мобильного отопительного устройства согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

В мобильных отопительных устройствах, в частности в отопительных устройствах независимого действия и/или дополнительных отопительных устройствах для транспортных средств, таких как, например, сухопутные транспортные средства, снабженные приводными двигателями, применяются испарительные горелки. Такие испарительные горелки имеют испарительный элемент, который образуется из пронизанной множеством полостей структуры, через которую может протекать поток, для достижения эффективного испарения жидкого топлива. Кроме того, испарительные горелки имеют камеру сгорания для осуществления реакции в пламени (испаренного) топлива с горелочным воздухом. Камера сгорания выполнена в осевом направлении примыкающей к испарителю и, как правило, по меньшей мере частично ограничивается окружными стенками камеры сгорания, которые также называются трубой горелки.

При использовании в испарительный элемент подается жидкое топливо. Капиллярный эффект испарительного элемента способствует наполнению его топливом. Необходимое для испарения топлива тепло обеспечивается при пуске отопительного устройства с помощью штифта накаливания, который, как правило, расположен с обращенной к камере сгорания стороны испарительного элемента. После фазы пуска штифт накаливания может затем отключаться, и необходимое для испарения тепло обеспечивается процессом сгорания (в пламени) топлива с горелочным воздухом в камере сгорания.

Целью мобильных отопительных устройств является, чтобы они покрывали большой диапазон мощности нагрева, такой как, например, от 1 кВт до 5 кВт (кВт: киловатт), и в этом покрываемом диапазоне мощности нагрева могли без исключения эксплуатироваться с хорошими свойствами сгорания. В частности, у мобильных нагревательных устройств, снабженных испарительной горелкой, тогда, когда они эксплуатируются в нижней области покрываемого в каждом случае диапазона мощности нагрева, существует склонность к ухудшению свойств сгорания. В частности, у топлив со сравнительно высокой температурой кипения (таких как, например, дизельное топливо) существует склонность к образованию отложений на испарительном элементе. У топлив со сравнительно низкой температурой кипения (таких как, например, бензин, этанол и пр.) существует склонность к протеканию процесса сгорания пульсирующим образом, что, в частности, приводит к посторонним шумам.

Из DE 3233231 A1 известна испарительная горелка, у которой приемный элемент испарителя (или, соответственно, несущий элемент) опирается в камере сгорания таким образом, что отвод тепла от него предотвращается.

Соответственно этому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить конструктивно просто выполненную испарительную горелку для мобильного отопительного устройства, которая обладает возможностью эксплуатации в большом диапазоне мощности нагрева с непрерывно хорошими свойствами горения.

Задача решается с помощью испарительной горелки по п.1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается испарительная горелка для мобильного отопительного устройства, которая имеет камеру сгорания, приемный элемент испарителя, и (по меньшей мере) один испарительный элемент для испарения жидкого топлива. При этом испарительный элемент помещен в приемный элемент испарителя с той стороны (приемного элемента испарителя), которая обращена к камере сгорания. Испарительная горелка с той стороны приемного элемента испарителя, которая обращена от камеры сгорания, имеет по меньшей мере один элемент для направления горелочного воздуха, который расположен таким образом, что между элементом для направления горелочного воздуха и днищем приемного элемента испарителя образован проходящий по меньшей мере вдоль одного участка днища приемного элемента испарителя проточный канал для горелочного воздуха.

Оказалось, что описанные выше нежелательные побочные явления эксплуатации при низких мощностях нагрева могут предотвращаться путем охлаждения приемного элемента испарителя (и вместе с тем также испарительного элемента). Так как именно при низких мощностях нагрева (относительно обеспечиваемого диапазона мощности нагрева) вследствие более низкой скорости испарения топлива снижена потребляемая энергия испарения и вместе с тем охлаждение приемного элемента испарителя и испарительного элемента. В принципе, существуют разные возможности противодействия чрезмерному нагреву приемного элемента испарителя и испарительного элемента. Такие возможности могли бы, в частности, заключаться в выборе материала и толщины стенки в области приемного элемента испарителя или в других конструктивных модификациях испарительной горелки. Но трудным оказывается нахождение конструктивно просто выполненного решения, при котором, с одной стороны, при низких мощностях нагрева предотвращаются описанные выше нежелательные побочные явления, но при котором, с другой стороны, не ухудшаются пусковые свойства испарительной горелки при холодных температурах окружающей среды и показатели горения.

Предусмотренный в соответствии с настоящим изобретением элемент для направления горелочного воздуха является просто выполненным конструктивным элементом, который надежен в использовании и оптимален по стоимости при изготовлении. Он может применяться в различных испарительных горелках. Когда подаваемый в камеру сгорания горелочный воздух между элементом для направления горелочного воздуха и приемным элементом испарителя направляется по меньшей мере по одному участку днища приемного элемента испарителя, приемный элемент испарителя конвективно охлаждается. Чем тоньше выполнен зазор между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха, тем выше скорость течения горелочного воздуха (при одинаковом подаваемом количестве горелочного воздуха), что способствует более сильному охлаждению. Кроме того, на эффект охлаждения может также влиять размер впуска для горелочного воздуха в элемент для направления горелочного воздуха. Благодаря предлагаемому изобретением исполнению испарительной горелки могут достигаться хорошие свойства сгорания во всем диапазоне мощности нагрева. Чрезмерное скопление тепла в области приемного элемента испарителя и испарительного элемента, которое обычно возникает, в частности, при низких мощностях нагрева, эффективно предотвращается с помощью предлагаемой изобретением испарительной горелки. При топливах со сравнительно высокой температурой кипения (таких как, например, дизельное топливо) может соответственно предотвращаться образование отложений на испарительном элементе, что приводит к более высокому сроку службы испарительной горелки. При топливах со сравнительно низкой температурой кипения (таких как, например, бензин, этанол и пр.) может предотвращаться пульсация сгорания. Так как пульсация сгорания возникает, в частности, из-за того, что подаваемое топливо слишком быстро испаряется и воспламеняется, вследствие чего затем наступает перерыв, пока в области испарительного элемента снова не образуется воспламеняемая смесь. Благодаря предлагаемому изобретением исполнению испарительной горелки предотвращается такое чрезмерно быстрое испарение подаваемого топлива, и соответственно можно обходиться без наличия отдельного импульсного испарителя, что приводит к экономии затрат.

Под «мобильным отопительным устройством» в этом контексте понимается отопительное устройство, которое рассчитано и соответственно адаптировано для использования в мобильных целях. Это, в частности, означает, что оно является транспортабельным (при необходимости жестко встроенным в транспортное средство или только помещенным в него для транспортировки), а не рассчитано только на постоянное стационарное использование, как это, например, происходит при отоплении здания. При этом мобильное отопительное устройство может быть также жестко инсталлировано в транспортном средстве (сухопутном транспортном средстве, судне и пр.), в частности в сухопутном транспортном средстве. В частности, оно рассчитано на отопление внутреннего помещения транспортного средства, такого как, например, сухопутное, водное или воздушное транспортное средство, а также частично открытого помещения, такого, какие, например, имеются на судах, в частности яхтах. Мобильное отопительное устройство может также временно применяться стационарно, например, в больших палатках, контейнерах (например, строительных контейнерах), и пр. В соответствии с одним из предпочтительных усовершенствований мобильное отопительное устройство выполнено в виде отопительного устройства независимого действия (эксплуатируемого как при неработающем, так и при работающем двигателе транспортного средства) или в виде дополнительного отопительного устройства (эксплуатируемого исключительно при работающем двигателе транспортного средства) для сухопутного транспортного средства такого как, например жилой фургон, жилой автомобиль, автобус, легковой автомобиль и пр.

Как известно специалистам, имеются различные возможные исполнения испарительного элемента, такие как, например, исполнение в виде металлических волокон, металлической пены, пористой керамики, металлической плетенки и пр. Существенно, чтобы испарительный элемент имел сравнительно большую поверхность (по сравнению с его объемом) для эффективного испарения топлива. Приемный элемент испарителя имеет днище. Предпочтительно оно выполнено в форме крышки и имеет соответственно примыкающую к днищу окружную стенку, которая выполнена отогнутой (под прямым углом или под тупым углом) относительно днища. В частности, испарительный элемент прилегает к днищу приемного элемента испарителя. В этом случае благодаря предлагаемому изобретением исполнению испарительного элемента достигается эффективное охлаждение испарительного элемента с задней стороны. Также в отношении элемента для направления горелочного воздуха существуют различные возможные исполнения, когда он выполнен таким образом, что он направляет по меньшей мере часть горелочного воздуха, который подается в камеру сгорания, по выполненному между элементом для направления горелочного воздуха и приемным элементом испарителя проточному каналу для горелочного воздуха по меньшей мере по одному участку днища приемного элемента испарителя. Когда проточный канал для горелочного воздуха проходит по одному участку днища приемного элемента испарителя, это означает, что при использовании скорость течения подаваемого горелочного воздуха проходит по существу параллельно днищу. Элемент для направления горелочного воздуха образуется, в частности, непрерывным конструктивным элементом. Соответственно также приемный элемент испарителя предпочтительно в области проточного канала для горелочного воздуха выполнено в виде непрерывного конструктивного элемента. Элемент для направления горелочного воздуха и/или приемный элемент испарителя может/могут, однако, также иметь прерывания, отверстия, промежутки и пр., когда пояснявшееся выше направление горелочного воздуха реализуется по меньшей мере для части подаваемого горелочного воздуха. Камера сгорания, в частности, рассчитана на сгорание внутри нее в пламени топлива с горелочным воздухом.

Когда в настоящем описании делается ссылка на «по меньшей мере один» конструктивный элемент, наряду с таким конструктивным элементом это включает в себя также возможность нескольких таких конструктивных элементов. Это понятие относится также к дальнейшему описанию, даже когда это не упоминается явно. Также при описании, что предусмотрен «один» конструктивный элемент, не исключена возможность, что при необходимости могут быть предусмотрены также несколько таких конструктивных элементов, если эта опция не исключена указанием «точно один» и если эта опция технически целесообразна.

В соответствии с одним из усовершенствований элемент для направления горелочного воздуха проходит в форме чаши (или, соответственно, в виде колпачка) по приемному элементу испарителя. Таким образом обеспечивается проточный канал для горелочного воздуха по всей задней стороне приемного элемента испарителя, так что при использовании достижим эффективный эффект охлаждения. При этом элемент для направления горелочного воздуха не должен совершенно непрерывно проходить по приемному элементу испарителя. Более того, он может, например, иметь впуск для горелочного воздуха для подачи горелочного воздуха в проточный канал для горелочного воздуха, трубу для подачи топлива для подачи топлива в испарительный элемент и/или включать в себя штифт (штифтовая свеча) накаливания для воспламенения смеси топлива и горелочного воздуха во время фазы пуска испарительной горелки. В частности, элемент для направления горелочного воздуха, аналогично приемному элементу испарителя, имеет днище и примыкающую к днищу окружную стенку, которая выполнена отогнутой (под прямым углом или под тупым углом) относительно днища.

В соответствии с одним из усовершенствований элемент для направления горелочного воздуха по существу в середине (в частности, точно в середине) над днищем приемного элемента испарителя имеет впуск для горелочного воздуха для подачи горелочного воздуха в проточный канал для горелочного воздуха. Таким образом достигается равномерное охлаждение приемного элемента испарителя (а также испарительного элемента). Подача горелочного воздуха во впуск для горелочного воздуха может осуществляться, в зависимости от исполнения испарительной горелки, из трубы для подачи топлива или из предкамеры, выполненной выше по потоку от впуска для горелочного воздуха.

В соответствии с одним из усовершенствований контур элемента для направления горелочного воздуха со стороны, обращенной к приемному элементу испарителя, выполнен соответственно контуру приемного элемента испарителя со стороны, обращенной к элементу для направления горелочного воздуха, так что между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха образован зазор, через который ведет проточный канал для горелочного воздуха. Таким образом достигается равномерное охлаждение по всей задней стороне приемного элемента испарителя и вместе с тем по всей поверхности прохождения испарительного элемента. Образованный между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха зазор может быть выполнен непрерывным (по поверхности прохождения задней стороны испарительного элемента). Альтернативно в зазоре между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха могут быть также предусмотрены опорные элементы, с помощью которых обеспечивается желаемое расстояние между элементом для направления горелочного воздуха и приемным элементом испарителя, и/или элементы для направления течения для влияния на направление течения горелочного воздуха. В частности, контуры элемента для направления горелочного воздуха и приемного элемента испарителя выполнены в форме чаши, так что между ними образуется имеющий форму чаши зазор.

В соответствии с одним из усовершенствований элемент для направления горелочного воздуха и приемный элемент испарителя выполнены таким образом, что проточный канал для горелочного воздуха проходит от предусмотренного по существу в середине над днищем приемного элемента испарителя впуска для горелочного воздуха по меньшей мере частично радиально наружу по днищу, при этом проточный канал для горелочного воздуха ведет в кольцеобразную предкамеру для горелочного воздуха, которая кольцеобразно выполнена вокруг камеры сгорания. Таким образом достигается равномерное охлаждение приемного элемента испарителя. Радиальное направление проходит при этом перпендикулярно осевому направлению. Последнее (осевое направление), как поясняется выше, задано последовательностью приемного элемента испарителя и камеры сгорания. В случае вращательно-симметричного исполнения приемного элемента испарителя и/или испарительного элемента и/или камеры сгорания осевое направление задано также осью вращательной симметрии. Радиальное направление также, в частности, задано кольцевой формой предкамеры для горелочного воздуха. Как правило, также приемный элемент испарителя и испарительный элемент выполнены круглыми, так что ими равным образом определяется радиальное направление. Точно круглая форма предкамеры для горелочного воздуха, приемного элемента испарителя и испарительного элемента, однако, не обязательна. Приемный элемент испарителя выполнен, в частности, в форме чаши и имеет примыкающую к днищу отогнутую под прямым или тупым углом относительно днища окружную стенку. В этом случае проточный канал для горелочного воздуха после днища ведет еще также по отогнутой окружной стенке приемного элемента испарителя, прежде чем он достигнет кольцеобразной предкамеры для горелочного воздуха. Впуск для горелочного воздуха выполнен, в частности, в элементе для направления горелочного воздуха.

В соответствии с одним из усовершенствований предкамера для горелочного воздуха отделяется от камеры сгорания выполненными в окружном направлении вокруг камеры сгорания стенками камеры сгорания, и эти стенки камеры сгорания имеют отверстия для прохода горелочного воздуха для подачи горелочного воздуха из предкамеры для горелочного воздуха в камеру сгорания. В частности, эти отверстия для прохода горелочного воздуха равномерно выполнены в окружном направлении в стенках камеры сгорания.

В соответствии с одним из усовершенствований испарительная горелка в проточном канале для горелочного воздуха, в области между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха имеет элементы для направления течения, такого рода, что при использовании они создают в текущем горелочном воздухе компоненту течения, проходящую в окружном направлении. Эта компонента течения в окружном направлении по меньшей мере частично также еще сохраняется после входа в камеру сгорания, что ведет к завихрению внутри камеры сгорания и вместе с тем обеспечивает хорошее перемешивание топлива с горелочным воздухом. Это способствует полной реакции топлива с горелочным воздухом. Элементы для направления течения служат для влияния на направление течения и, как известно специалистам, могут быть выполнены различным образом. В частности, элементы для направления течения могут иметь спиралеобразно проходящие лопатки или ребра, которые проходят по меньшей мере по части или по всему зазору, образованному между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха. Элементы для направления течения могут быть выполнены также в виде отдельного вставного конструктивного элемента, который вставляется между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха. Но они могут быть также жестко (например, в виде ребер или лопаток) соединены с приемным элементом испарителя и/или с элементом для направления горелочного воздуха.

В соответствии с одним из усовершенствований элементы для направления течения проходят между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха по области днища приемного элемента испарителя. Соответственно при этом усовершенствовании уже при прохождении днища приемного элемента испарителя в текущем горелочном воздухе создается компонента течения в окружном направлении. Альтернативно или дополнительно элементы для направления течения проходят по области окружной стенки приемного элемента испарителя. Соответственно при этом усовершенствовании при прохождении окружной стенки приемного элемента испарителя в текущем горелочном воздухе создается компонента течения в окружном направлении. Альтернативно или дополнительно испарительная горелка в области кольцевой предкамеры для горелочного воздуха имеет элементы для направления течения такого рода, что при использовании они создают в текущем горелочном воздухе компоненту течения, проходящую в окружном направлении. В последнем случае элементы для направления течения, в частности, расположены с выпускной стороны предкамеры для горелочного воздуха. Вообще следует заметить, что элементы для направления течения могут быть предусмотрены только в одном из пояснявшихся участков. Но они могут также проходить по нескольким или всем участкам, так чтобы влияние на направление течения осуществлялось непрерывно по всему пути течения.

В соответствии с одним из усовершенствований подача горелочного воздуха выполнена таким образом, что при использовании камеры сгорания весь горелочный воздух подается через выполненный между элементом для направления горелочного воздуха и приемным элементом испарителя проточный канал для горелочного воздуха и затем через кольцеобразную предкамеру для горелочного воздуха, которая выполнена кольцеобразно вокруг камеры сгорания. Именно при такой подаче горелочного воздуха предлагаемое изобретением исполнение испарительной горелки является особенно предпочтительным, так как оно способствует особенно эффективному охлаждению приемного элемента испарителя и элемента для направления горелочного воздуха. Настоящее изобретение, однако, применимо также при другом исполнении подачи горелочного воздуха. Например, часть горелочного воздуха может также подаваться через отверстия, которые распределены в днище приемного элемента испарителя, через испарительный элемент, что способствует эффективному испарению жидкого топлива. Дополнительно или альтернативно часть горелочного воздуха может также подаваться в камеру сгорания через патрубок, который выполнен центрально в приемном элементе испарителя и который выступает в камеру сгорания напротив испарительного элемента.

В соответствии с одним из усовершенствований элемент для направления горелочного воздуха имеет впуск для горелочного воздуха, который ведет в выполненный между приемным элементом испарителя и элементом для направления горелочного воздуха проточный канал для горелочного воздуха, при этом во впуске для горелочного воздуха помещена труба для подачи топлива для подачи (жидкого) топлива к испарительному элементу. При этом исполнении топливо охлаждается также в той области, в которой оно направляется из трубы для подачи топлива в испарительный элемент. Таким образом предотвращается преждевременное испарение топлива непосредственно при выходе из трубы для подачи топлива и вместе с тем его преждевременное воспламенение. Это предпочтительно, в частности, при топливах со сравнительно низкой температурой кипения (например, бензин, этанол и пр.), так как таким образом может эффективно предотвращаться пульсация сгорания. Впуск для горелочного воздуха в этом исполнении расположен также предпочтительно в середине над днищем приемного элемента испарителя. Впуск для горелочного воздуха выполнен, в частности, в виде патрубка, который проходит по одному участку трубы для подачи топлива, благодаря чему осуществляется еще более эффективное охлаждение топлива в области впуска.

Настоящее изобретение касается также мобильного отопительного устройства, в частности отопительного устройства транспортного средства, имеющего предлагаемую изобретением испарительную горелку, которая при необходимости может быть также выполнена по одному или нескольким из пояснявшихся усовершенствований и/или вариантов. У этого мобильного отопительного устройства соответствующим образом достигаются пояснявшиеся выше преимущества.

Другие преимущества и целесообразности изобретения содержатся в последующем описании примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах показано:

фиг. 1 - схематичное изображение мобильного отопительного устройства по первому варианту осуществления настоящего изобретения на виде в поперечном сечении;

фиг. 2 - увеличенное изображение испарительной горелки и фиг. 1;

фиг. 3 - вид сбоку элемента для направления горелочного воздуха по одному из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 4 - вид изображенного на фиг. 3 элемента для направления горелочного воздуха снизу по плоскости A-A.

На фиг. 1 схематично изображено мобильное работающее на топливе отопительное устройство 2, которое представляет собой отопительное устройство независимого действия для сухопутного транспортного средства, снабженного приводным двигателем. Ниже прежде всего подробно остановимся на конструктивных элементах, которые связаны с настоящим изобретением. Отопительное устройство 2 имеет испарительную горелку 4 и теплообменник 6. Испарительная горелка 4 имеет, в частности, камеру 8 сгорания, приемный элемент 10 испарителя и испарительный элемент 12 для испарения жидкого топлива. Камера 8 сгорания, приемный элемент 10 испарителя и испарительный элемент 12 выполнены по существу круглыми и имеют одну общую ось 13 вращательной симметрии.

Камера 8 сгорания в окружном направлении ограничивается окружными стенками 14 камеры сгорания. С торцевой стороны в области подачи горелочного воздуха камера 8 сгорания ограничивается приемным элементом 10 испарителя. В приемном элементе 10 испарителя со стороны, которая обращена к камере 8 сгорания, помещен испарительный элемент 12. Испарительная горелка 4 имеет также на обращенной от камеры 8 сгорания стороне приемного элемента 10 испарителя элемент 16 для направления горелочного воздуха. Элемент 16 для направления горелочного воздуха выполнен в форме чаши и подобно колпачку надет на приемный элемент 10 испарителя. Как элемент 16 для направления горелочного воздуха, так и приемный элемент 10 испарителя образуются металлическим листом, который приобрел желаемую форму, в частности, посредством глубокой вытяжки. Контур элемента 16 для направления горелочного воздуха по существу соответствует контуру приемного элемента 10 испарителя, так что между приемным элементом 10 испарителя и элементом 16 для направления горелочного воздуха образован зазор 18. Кольцеобразно вокруг камеры 8 сгорания выполнена предкамера 20 для горелочного воздуха. Зазор 18 оканчивается в предкамере 20 для горелочного воздуха. От предкамеры 20 для горелочного воздуха, в свою очередь, через отверстия 22 для прохода горелочного воздуха, которые выполнены в стенках 14 камеры сгорания, создается гидравлическое соединение с камерой 8 сгорания.

Детальное пояснение подачи горелочного воздуха в камеру 8 сгорания делается со ссылкой на фиг. 2. Подача горелочного воздуха происходит через выполненный в элементе 16 для направления горелочного воздуха впуск 24 для горелочного воздуха, который расположен в середине над днищем 26 приемного элемента 10 испарителя и вместе с тем по существу на оси 13 вращательной симметрии. Впуск 24 для горелочного воздуха выполнен в виде выступающего патрубка. К впуску 24 для горелочного воздуха может быть, в частности, подсоединена труба 28 для подачи топлива, как это схематично изображено на фиг. 1 и 2. Подаваемый во впуске 24 для горелочного воздуха горелочный воздух сначала в осевом направлении (т.е. параллельно оси 13 вращательной симметрии) подводится к приемному элементу 10 испарителя. При достижении приемного элемента испарителя 10 направление текущего горелочного воздуха изменяется, и он направляется по днищу 26 приемного элемента 10 испарителя по поверхности в радиальном направлении наружу. Зазор 18 между днищем 26 приемного элемента 10 испарителя и элементом 16 для направления горелочного воздуха проходит непрерывно по всей поверхности днища 26 (за исключением области впуска 24 для горелочного воздуха), так что днище 26 охлаждается по существу по всей своей поверхности (за исключением центральной области). При достижении наружного конца днища 26 направление текущего горелочного воздуха снова изменяется, и он течет в осевом направлении (т.е. параллельно оси 13 вращательной симметрии) по окружной стенке 30 приемного элемента 10 испарителя в предкамеру 20 для горелочного воздуха. Направление течения горелочного воздуха в области от впуска 24 для горелочного воздуха до предкамеры 20 для горелочного воздуха изображено на фиг. 2 стрелками 31. В изображенном в настоящем случае варианте осуществления весь подаваемый в камеру 8 сгорания горелочный воздух подается через пояснявшийся выше проточный канал для горелочного воздуха (т.е. через впуск 24 для горелочного воздуха, зазор 18, предкамеру 20 для горелочного воздуха и отверстия 22 для прохода горелочного воздуха).

В области (кольцеобразного) впуска 32, ведущего от зазора 18 в предкамеру 20 для горелочного воздуха, в предкамере 20 для горелочного воздуха предусмотрены элементы 34 для направления течения. Эти элементы 34 для направления течения образуются множеством лопаток, которые расположены в окружном направлении вдоль кольцеобразного впуска 32 и которые вдаются в проточный канал. Элементы 34 для направления течения ориентированы таким образом, что при использовании они создают в текущем горелочном воздухе проходящую в окружном направлении компоненту течения. Соответственно горелочный воздух течет в предкамере 20 для горелочного воздуха также частично в окружном направлении, и эта компонента течения сохраняется также после прохода через отверстия 22 для прохода горелочного воздуха в камере 8 сгорания, благодаря чему достигается хорошее перемешивание горелочного воздуха с топливом.

В имеющем форму патрубка впуске 24 для горелочного воздуха помещена труба 36 для подачи топлива для подачи жидкого топлива к испарительному элементу 12. Эта труба 36 для подачи топлива оканчивается в центральном участке испарительного элемента 12. Центрально подаваемое жидкое топливо за счет капиллярного эффекта распределяется по поверхности испарительного элемента 12 и оттуда испаряется. Когда труба 36 для подачи топлива расположена внутри имеющего форму патрубка впуска 24 для горелочного воздуха, при использовании она обдувается горелочным воздухом и при этом охлаждается. Тем самым предотвращается преждевременное испарение и воспламенение топлива непосредственно при входе в испарительный элемент 12, что приводит к пояснявшейся выше пульсации сгорания. В центре в испарительном элементе 12 предусмотрен (только схематично изображенный на фиг. 1 и 2) штифт 38 накаливания, который, в частности, при пуске испарительной горелки 4 применяется для воспламенения смеси топлива и горелочного воздуха. После фазы пуска мобильного отопительного устройства штифт 38 накаливания в настоящем варианте осуществления используется в качестве индикатора пламени.

Ниже поясняется эксплуатация мобильного отопительного устройства 2 (или, соответственно, испарительной горелки 4) со ссылкой на фиг. 1. При эксплуатации, как пояснялось выше, жидкое топливо подается к испарительному элементу 12 и испаряется им. Затем горелочный воздух, как пояснялось выше, подается в камеру 8 сгорания и смешивается с газообразным топливом. Топливо в камере 8 сгорания реагирует с горелочным воздухом, сгорая в пламени с выделением тепла. Образующиеся при сгорании газы (отходящие газы) текут затем из камеры 8 сгорания по огневой трубе 40 в теплообменник 6.

В теплообменнике 6 образуется первый проточный канал 42 для отходящих газов. Отходящие газы текут внутри теплообменника 6 по первому проточному каналу 42 к трубопроводу 44 для отвода отработавших газов, по которому отработавшие газы направляются наружу. Кроме того, предусмотрен второй проточный канал 46 внутри теплообменника 6, в котором находится охлаждающая вода автомобиля. При этом первый 42 и второй 46 проточный канал расположены таким образом, чтобы при использовании тепло эффективно передавалось от отработавших газов охлаждающей воде. В настоящем примере осуществления направление течения отработавших газов и направление течения охлаждающей воды в теплообменнике 6 ориентированы противоположно друг другу, как схематично изображено стрелками на фиг. 1. Нагретая охлаждающая вода направляется через другой теплообменник (теплообменник охлаждающей воды и воздуха) для нагрева воздуха, который подается во внутреннее помещение транспортного средства. Кроме того, с помощью охлаждающей воды осуществляется также предпусковой нагрев двигателя автомобиля.

Ниже со ссылкой на фиг. 3 и 4 поясняется один из альтернативных вариантов осуществления элемента 48 для направления горелочного воздуха. При этом элемент 48 для направления горелочного воздуха на фиг. 3 изображен на виде сбоку, в то время как на фиг. 4 он изображен снизу по плоскости A-A (сравн. фиг. 3). В последующем пояснении подробно остановимся по существу на отличиях от пояснявшегося выше, первого варианта осуществления. У элемента 48 для направления горелочного воздуха окружная стенка 50 отогнута под тупым углом относительно днища 52. Элемент 48 для направления горелочного воздуха выполнен круглым и имеет в центре (т.е. вокруг оси 54 вращательной симметрии) впуск 56 для горелочного воздуха. Этот впуск 56 для горелочного воздуха в настоящем варианте осуществления образуется отверстием. Элемент 48 для направления горелочного воздуха имеет цельно выполненные элементы 58 для направления течения. Эти элементы 58 для направления течения проходят спиралеобразно и распространяются как по днищу 52, так и по окружной стенке 50 элемента 48 для направления горелочного воздуха. Элементы 58 для направления течения образуются выступающими ребрами, которые в смонтированном состоянии проходят до соответствующего (не изображенного) приемного элемента испарителя. На фиг. 3 прохождение (расположенных с внутренней стороны) элементов 58 для направления течения изображено штриховыми линиями. На фиг. 4 прохождение элементов 58 для направления течения изображено сплошными, спиралеобразно проходящими линиями. Кроме того, на фиг. 4 стрелками 60 наглядно пояснено направление течения подаваемого при использовании горелочного воздуха. Подаваемый через впуск 56 для горелочного воздуха горелочный воздух сначала течет радиально наружу. Элементами 58 для направления течения в текущем горелочном воздухе создается также компонента течения, проходящая в окружном направлении. Эта проходящая в окружном направлении компонента течения по меньшей мере частично сохраняется также внутри предкамеры для горелочного воздуха и после прохода через отверстия для прохода горелочного воздуха внутри камеры сгорания, так что достигается хорошее перемешивание горелочного воздуха с топливом.

Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, изображенными на фигурах. В частности, предкамера для горелочного воздуха, в отличие от фиг. 1, может также проходить по большему осевому участку камеры сгорания. При необходимости она может проходить под область теплообменника внутрь нее. Кроме того, может быть также предусмотрено несколько рядов отверстий для прохода горелочного воздуха в стенках камеры сгорания. Также часть горелочного воздуха может подаваться в камеру сгорания через отверстия, которые выполнены в днище приемного элемента испарителя. Также изображенное центральное положение штифта накаливания не является обязательным. Более того, испарительный элемент может быть, например, выполнен непрерывным, а штифт накаливания может сбоку вдаваться в камеру сгорания.

Изобретение относится к области энергетики. Испарительная горелка для мобильного отопительного устройства (2), имеющая камеру (8) сгорания, приемный элемент (10) испарителя и испарительный элемент (12) для испарения жидкого топлива, при этом испарительный элемент (12) помещен в приемный элемент (10) испарителя на стороне, обращенной к камере (8) сгорания, причем испарительная горелка (4) на обращенной от камеры сгорания стороне приемного элемента (10) испарителя имеет по меньшей мере один элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха, который расположен таким образом, что между элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха и днищем (26) приемного элемента (10) испарителя выполнен проходящий по меньшей мере вдоль одного участка днища (26) приемного элемента (10) испарителя проточный канал для горелочного воздуха, причем элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха и приемный элемент (10) испарителя выполнены таким образом, что проточный канал для горелочного воздуха проходит от предусмотренного, по существу, в середине над днищем (26) приемного элемента (10) испарителя впуска (24; 56) для горелочного воздуха по меньшей мере частично радиально наружу вдоль днища (26), при этом проточный канал для горелочного воздуха ведет в кольцеобразную предкамеру (20) для горелочного воздуха, которая кольцеобразно выполнена вокруг камеры (8) сгорания. Изобретение позволяет создать конструктивно простую испарительную горелку для мобильного отопительного устройства, которая обладает возможностью эксплуатации в большом диапазоне мощности нагрева. 2 н. и 9 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Испарительная горелка для мобильного отопительного устройства (2), имеющая камеру (8) сгорания, приемный элемент (10) испарителя и испарительный элемент (12) для испарения жидкого топлива,
при этом испарительный элемент (12) помещен в приемный элемент (10) испарителя на стороне, обращенной к камере (8) сгорания,
причем испарительная горелка (4) на обращенной от камеры сгорания стороне приемного элемента (10) испарителя имеет по меньшей мере один элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха, который расположен таким образом, что между элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха и днищем (26) приемного элемента (10) испарителя выполнен проходящий по меньшей мере вдоль одного участка днища (26) приемного элемента (10) испарителя проточный канал для горелочного воздуха,
причем элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха и приемный элемент (10) испарителя выполнены таким образом, что проточный канал для горелочного воздуха проходит от предусмотренного, по существу, в середине над днищем (26) приемного элемента (10) испарителя впуска (24; 56) для горелочного воздуха по меньшей мере частично радиально наружу вдоль днища (26), при этом проточный канал для горелочного воздуха ведет в кольцеобразную предкамеру (20) для горелочного воздуха, которая кольцеобразно выполнена вокруг камеры (8) сгорания.

2. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха проходит в форме чаши над приемным элементом (10) испарителя.

3. Испарительная горелка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха, по существу, в середине над днищем (26) приемного элемента (10) испарителя имеет впуск (24; 56) для горелочного воздуха для подачи горелочного воздуха в проточный канал для горелочного воздуха.

4. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что контур элемента (16; 48) для направления горелочного воздуха на стороне, обращенной к приемному элементу (10) испарителя, выполнен соответственно контуру приемного элемента (10) испарителя на стороне, обращенной к элементу (16; 48) для направления горелочного воздуха, так что между приемным элементом (10) испарителя и элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха образован зазор (18), через который ведет проточный канал для горелочного воздуха.

5. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что предкамера (20) для горелочного воздуха отделяется от камеры (8) сгорания выполненной в окружном направлении вокруг камеры (8) сгорания стенкой (14) камеры сгорания и что эта стенка (14) камеры сгорания имеют отверстия (22) для прохода горелочного воздуха для подачи горелочного воздуха из предкамеры (20) для горелочного воздуха в камеру (8) сгорания.

6. Испарительная горелка по п. 1 или 5, отличающаяся тем, что испарительная горелка (4) в проточном канале для горелочного воздуха в области между приемным элементом (10) испарителя и элементом (48) для направления горелочного воздуха имеет элементы (58) для направления течения такого рода, что при использовании они создают в текущем горелочном воздухе компоненту течения, проходящую в окружном направлении.

7. Испарительная горелка по п. 6, отличающаяся тем, что элементы (58) для направления течения проходят между приемным элементом (10) испарителя и элементом (48) для направления горелочного воздуха по области днища (26) приемного элемента (10) испарителя и/или по области окружной стенки (30) приемного элемента (10) испарителя.

8. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что испарительная горелка (4) в области кольцевой предкамеры (20) для горелочного воздуха имеет элементы (34) для направления течения такого рода, что при использовании они создают в текущем горелочном воздухе компоненту течения, проходящую в окружном направлении.

9. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что подача горелочного воздуха выполнена таким образом, что при использовании весь горелочный воздух подается в камеру (8) сгорания через выполненный между элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха и приемным элементом (10) испарителя проточный канал для горелочного воздуха и затем через кольцеобразную предкамеру (20) для горелочного воздуха, которая выполнена кольцеобразно вокруг камеры (8) сгорания.

10. Испарительная горелка по п. 1, отличающаяся тем, что элемент (16; 48) для направления горелочного воздуха имеет впуск (24; 56) для горелочного воздуха, который ведет в выполненный между приемным элементом (10) испарителя и элементом (16; 48) для направления горелочного воздуха проточный канал для горелочного воздуха, при этом во впуске (24; 56) для горелочного воздуха размещена труба (36) для подачи топлива для подачи топлива к испарительному элементу (12).

11. Мобильное отопительное устройство, в частности отопительное устройство транспортного средства, отличающееся испарительной горелкой (4) по одному из предыдущих пунктов.