Блок днища для блока камеры сгорания испарительной горелки и блок камеры сгорания испарительной горелки - RU2578779C1

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение касается блока днища блока камеры сгорания испарительной горелки, в частности, для устройства для обогрева кузова транспортного средства, содержащего:

- днище со стенкой,

- пористый элемент испарителя, местами закрывающий первую стенку,

а также к блоку камеры сгорания испарительной горелки, позиционированной на передней стороне первой стенки, обращенной к камере сгорания.

Уровень техники

Из документа DE 10n 2005032980 А1 известен блок камеры сгорания для испарительной горелки, в котором чашеобразное днище образовано с помощью стенки днища и окружающей стенки, распространяющейся в направлении к камере сгорания до стенки днища. В этой чашеобразной структуре днища предусмотрен дисковидный пористый элемент испарителя. Корпус, окружающий снаружи радиально днище, имеет для осевой опоры днища выступающую внутрь зону установки в форме фланца, которая, с одной стороны, охватывает окружающую стенку днища, а с другой стороны, охватывает радиально внешнюю зону пористого элемента испарителя. Между этой имеющей форму фланца зоной и радиальной внешней зоной пористого элемента испарителя находится выполненный в виде кольца промежуточный элемент установки из пористого материала. Этот промежуточный элемент, который называется также фитильным кольцом, используется для того, чтобы на начальной фазе, на которой скорость испарения топлива из пористого элемента испарителя, в результате сравнительно более низких температур компонентов, относительно мала, препятствовать выходу топлива в жидкой форме или в виде капель в радиальной зоне пористого элемента испарителя.

Осевое совместное удерживание днища с окружающим его корпусом выполняется посредством введенного в паз на корпусе предохранительного кольца, которое прижимает днище под промежуточной прокладкой промежуточного элемента установки, т.е. фитильного кольца, к имеющей форму фланца зоне установки. Поскольку между этим предохранительным кольцом и днищем находятся еще другие блоки, в частности электрическое нагревающее устройство, имеется, главным образом, опасность, что днище, в результате неточности изготовления, слишком сильно прижимается к промежуточному элементу установки, а оно соответственно слишком сильно прижимается к имеющей форму фланца зоне установки так, что пористая структура промежуточного элемента установки настолько сильно сжимается, что ее функция как гидравлического буфера больше не может выполняться достаточно эффективно. Поскольку, главным образом, давление установки между промежуточным элементом установки и имеющей форму фланца зоной установки теперь ограничивается, в радиальной внешней зоне пористый элемент испарителя может, кроме того, также не достаточно сильно прижиматься к днищу. Кроме того, для того чтобы обеспечить необходимый для определенной и эффективной теплопередачи между пористым элементом испарителя и днищем контакт, в общем случае требуется в нескольких местах посредством смыкания материала, то есть, например, посредством сварки, более прочно закрепить пористый элемент испарителя на днище, что приводит к дополнительным расходам.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить блок днища для блока камеры сгорания испарительной горелки, с помощью которого, в простой с технической точки зрения конструкции, достигается стабильный и определенный контакт установки между пористым элементом испарителя и днищем, на котором он установлен.

Согласно изобретению эта задача решается в блоке днища испарительной горелки, в частности, для устройства для обогрева кузова транспортного средства, содержащего:

- днище со стенкой,

- пористый элемент испарителя, местами закрывающий стенку днища, позиционируемый на передней стороне стенки днища, обращенной к камере сгорания,

- имеющую форму кольца поддерживающую деталь с окружающей стенкой и с зоной установки, зафиксированную на пористом элементе испарителя, причем зона установки содержит участок установки, распространяющийся от окружающей стенки радиально внутрь и охватывающий пористый элемент испарителя в его радиальной внешней зоне, и несколько выступов установки, расположенных друг за другом вокруг продольной оси на расстоянии друг от друга и распространяющихся в направлении к пористому элементу испарителя, причем пористый элемент испарителя прижат, по меньшей мере, посредством выступов установки в его радиальной внешней зоне к первой стенке днища.

В сконструированном в соответствии с изобретением блоке днища посредством изготовления нескольких выступов установки, надавливающих на пористый элемент испарителя в его радиально внешней зоне и, тем самым, прижимающихся его к стенке днища, с одной стороны, обеспечивается прочное соединение элементов конструкции, обеспечивающее крепление пористого элемента испарителя. С другой стороны, посредством сравнительно высокого локального давления прижима, которое выступы установки могут оказывать на пористый элемент испарителя, обеспечивается очень эффективная теплопередача между днищем и пористым элементом испарителя.

Для того чтобы дополнительно улучшить контакт установки между пористым элементом испарителя и днищем, предлагается прижимать пористый элемент испарителя к стенке днища посредством выступов установки и участком установки в его радиальной внешней зоне.

В конструкции, которую технически можно очень просто реализовать, можно предусмотреть, чтобы зона установки формировалась, по меньшей мере местами, посредством изогнутой концевой зоны второй окружной стенки. Для того чтобы обеспечить по окружности равномерное распределение нагрузки на пористый элемент испарителя, кроме того, можно предусмотреть, чтобы этот участок установки был выполнен в виде кольца и распространялся предпочтительно без разрывов вокруг продольной оси.

В технически просто реализуемой конструкции можно предусмотреть, чтобы по меньшей мере один выступ установки, если смотреть со стороны радиальной внутренней концевой зоны участка установки, распространялся радиально внутрь или/и в направлении к пористому элементу испарителя.

Для того чтобы дополнительно увеличить локальную нагрузку на пористый элемент испарителя, предлагается, чтобы по меньшей мере один выступ установки содержал по меньшей мере одну заостренную часть.

В сконструированном в соответствии с изобретением блоке днища, кроме того, можно предусмотреть, чтобы предусматривался один промежуточный элемент установки, перекрывающий пористый элемент испарителя в его радиальной внешней зоне и удерживающийся между участком установки и пористым элементом испарителя. Этот промежуточный элемент установки предпочтительно выполняется в виде кольца без разрывов для равномерного взаимодействия с пористым испарителем и, кроме того, может соединяться с пористым материалом. Это позволяет, в особенности на начальной фазе, предотвратить выход жидкого, каплеобразного топлива в направлении к камере сгорания, поскольку промежуточный элемент установки может эффективно функционировать в качестве накопительного устройства для жидкости. В особенности в результате того обстоятельства, что в предложенной в изобретении конструкции обеспечивается сравнительно большая локальная нагрузка посредством предусмотренных выступов установки, можно отказаться от чрезмерно большой нагрузки на промежуточный элемент установки посредством участка установки, так что опасность повреждения его пористой структуры исключается.

По меньшей мере один выступ установки входит предпочтительно в пористый элемент испарителя, что может привести к сравнительно большой локальной нагрузке на него. Для этого, например, можно предусмотреть, чтобы по меньшей мере один вошедший в пористый элемент испарителя выступ установки проходил через промежуточный элемент установки или/и чтобы по меньшей мере один вошедший в пористый элемент испарителя выступ установки вдавливал промежуточный элемент установки в пористый элемент испарителя. При этом особенно предпочтителен вариант, в котором выступ установки проходит через промежуточный элемент установки. В этом случае между выступом установки и пористым элементом испарителя возникает сравнительно большое сжимающее усилие, в то время как промежуточный элемент установки необходимо сжать в направлении нагрузки сравнительно немного.

В прочной конструкции, которая обеспечивает также герметичное перекрытие, можно предусмотреть, чтобы днище содержало окружающую стенку, распространяющуюся от внешней краевой зоны стенки днища, главным образом, в направлении продольной оси блока днища, причем эта окружающая стенка, если смотреть со стороны стенки днища, распространяется на задней стороне стенки днища, позиционируемой с обратной стороны от камеры сгорания, в направлении от пористого элемента испарителя, и чтобы окружающая стенка поддерживающей детали аксиально охватывала окружающую стенку днища на ее внешней стороне, по меньшей мере частично, и устанавливалась на ней.

Предложенный в изобретении блок днища может быть изготовлен со сравнительно высокой точностью и достаточно просто и дешево посредством того, что днище или/и поддерживающая деталь, как поковки из листового металла, изготавливаются предпочтительно из листовой стали или/и в процессе формования методом глубокой вытяжки.

Настоящее изобретение касается, кроме того, блока камеры сгорания для испарительной горелки, в частности, для устройства для обогрева кузова транспортного средства, содержащего сконструированный в соответствии с изобретением блок днища, а также окружающую стенку камеры сгорания, которая охватывает окружающую стенку поддерживающей части на ее внешней стороне, по меньшей мере частично, и устанавливается на ней.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение описывается далее более подробно со ссылками на прилагающиеся фигуры. На них показано:

фиг. 1 - фрагмент изображения блока камеры сгорания для испарительной горелки для устройства для обогрева кузова транспортного средства, в продольном сечении;

фиг. 2 - увеличенное изображение фрагмента блока камеры сгорания по фиг. 1;

фиг. 3 - различные варианты a), b), c), d), е) выполнения выступа установки, входящего в пористый элемент испарителя;

фиг. 4а) - изображение представленной на фиг. 1 в нижней части стенки зоны установки и b) - изображение детального вида представленной на фиг. 4а) зоны установки в направлении IV.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 общей цифрой 10 обозначен блок камеры сгорания для испарительной горелки для устройства для обогрева кузова транспортного средства. Блок камеры сгорания 10 содержит окружающую стенку камеры сгорания 14, которая вместе с блоком днища 18, установленным на осевой концевой зоне 16 - по оси относительно продольной оси L блока камеры сгорания - граничит с камерой сгорания 20. В зоне заслонки огня 21 окружающая стенка камеры сгорания 14 интегрально переходит в огневую трубу 22.

Блок днища 18 содержит, в общем случае, выполненное в виде чаши днище 24 с первой стенкой днища 26 и с первой окружающей стенкой 32, примыкающей к нему в ее радиальной внешней краевой зоне 28 и распространяющейся от камеры сгорания 20 на задней стороне 30 первой стенки днища 28.

Выполненная в общем виде в виде кольца первая поддерживающая деталь 34 окружает с помощью второй окружающей стенки 36 ее первую окружающую стенку 32 днища 24 и, таким образом, неподвижно соединяется, например, посредством прессовой посадки или/и посредством сварки, то есть посредством выполненного, например, с помощью лазерной сварки сварного шва 38. В описанной далее более подробно зоне установки 40 первая поддерживающая деталь 34 прижимает сконфигурированный, например, в виде диска пористый элемент испарителя 44, расположенный на передней стороне 42, то есть на стороне первой стенки днища 26, обращенной к камере сгорания 20, и удерживает его в установке на первой стенке днища 26.

На задней стороне 30 первой стенки днища 26 выполненная в общем случае в виде чаши вторая поддерживающая деталь 46 устанавливается таким образом, что вторая стенка днища 48 располагается по оси напротив ее первой стенки днища 26 и вместе с ней ограничивает приемное пространство 50. В этом приемном пространстве может быть предусмотрен, например, теплоизолирующий материал 51, однако, альтернативно или дополнительно, также электрическое нагревающее устройство, чтобы обеспечить обогрев первой стенки днища 26 и через нее - нагрев пористого элемента испарителя 44, в особенности, на начальной фазе режима сгорания для увеличения скорости испарения топлива.

Вторая поддерживающая деталь 46 содержит, кроме того, третью окружающую стенку 52, распространяющуюся от второй стенки днища 48 в направлении от первой стенки днища 26. Первая окружающая стенка 32 днища 24 окружает эту третью окружающую стенку 52 и, таким образом, неподвижно соединяется, например, посредством прессовой посадки или/и посредством сварки, то есть, например, посредством формирования сварного шва 54, выполненного с помощью лазерной сварки.

Трубопровод для подачи топлива 56 проходит преимущественно в центральной зоне через вторую стенку днища 48 и приемное пространство 50 и входит в центральной зоне в первую стенку днища 24, чтобы обеспечить ввод жидкого топлива в пористый элемент испарителя 44. В результате пористой структуры пористого элемента испарителя 44 жидкое топливо распределяется по его внутреннему объему, так что, также посредством капиллярного всасывания, оно попадает в направлении к обращенной к камере сгорания 20 стороне 56 пористого элемента испарителя 44 и там испаряется в направлении к камере сгорания 20. Необходимый для горения воздух может подаваться через несколько предусмотренных в окружающей стенке камеры сгорания 14 отверстий для подачи воздуха для сжигания топлива 58. Образованная таким образом смесь из испаренного топлива и воздуха для сжигания топлива может воспламеняться посредством электрического зажигательного устройства 60, например поджигающего электрода 60, который проходит радиально снаружи через окружающую стенку камеры сгорания 14 в камеру сгорания 20 и устанавливается предпочтительно параллельно стороне 56 пористого элемента испарителя 44 на сравнительно небольшом расстоянии от него.

На фиг. 2 в увеличенном масштабе изображен фрагмент конструкции, т.е. взаимодействие зоны установки 40 первой поддерживающей детали 34 с пористым элементом испарителем 44.

Поддерживающая зона 40 содержит один поддерживающий участок 62, распространяющийся радиально внутрь, если смотреть со стороны второй окружающей стенки 36 первой поддерживающей детали 34. Поддерживающий участок 62 выполнен в виде кольца, проходящего вокруг продольной оси L, предпочтительно без разрывов, и может иметь такую форму, т.е. распространяться таким образом, чтобы он распространялся, главным образом, параллельно плоской стороне 56 пористого элемента испарителя 44. Между этим кольцеобразным участком установки 62 и пористым элементом испарителем 44 установлен промежуточный элемент установки 64, предпочтительно выполненный также из пористого материала. Он перекрывает пористый элемент испарителя 44 в его радиально внешней зоне 66 и лежит, по меньшей мере, своим радиально внешним участком между участком установки 62 зоны установки 40 и пористым элементом испарителя 44.

Зона установки 40 содержит, кроме того, несколько распространяемых по пористому элементу испарителя 44 выступов установки 68, которые располагаются вокруг продольной оси L на расстоянии относительно друг друга, если смотреть от участка установки 62. Они распространяются предпочтительно, главным образом, в направлении продольной оси L, если смотреть от радиально внутренней концевой зоны 70 участка установки 62. Это позволяет сформировать первую поддерживающую деталь 34 вместе со всей зоной установки 40, то есть участком установки 62 и выступами установки 68, в виде интегрального конструктивного элемента. Такой конструктивный элемент можно изготовить, например, посредством штамповки и глубокой вытяжки заготовки из листового металла, причем участок установки 40, главным образом, формируется посредством изогнутой концевой зоны второй окружающей стенки 36, т.е. первой поддерживающей детали 34.

Предусмотренные на нескольких окружающих позициях выступы установки 68 проходят через промежуточный элемент установки 64 и входят в пористый элемент испарителя 44 соответствующей заостренной частью 72. Тем самым пористый элемент испарителя 44 сильнее сжимается в этой зоне и соответственно прижимается к первой стенке 26 днища 24 с большим усилием. При этом локально, то есть в зоне соответствующего выступа установки 68, в результате контакта между первой стенкой днища 26 и пористым элементом испарителя 44, улучшается теплопередача.

При сборке блока днища 18 можно действовать таким образом, что после того как пористый элемент испарителя 44 положили на первую стенку днища 26, промежуточный элемент установки 64 размещают над радиальной внешней зоной 66 пористого элемента испарителя 44. Затем первую поддерживающую деталь 34 сдвигают по оси над днищем 24 так, чтобы вторая окружающая стенка 26 охватила первую окружающую стенку 32 на ее внешней стороне. При этом первую поддерживающую деталь 34 сдвигают относительно днища 24 до тех пор, пока расстояние между осевой внешней стороной поддерживающего участка 62 и обращенной к камере сгорания 20 стороной 56 пористого элемента испарителя 44 не достигнет предварительно установленного значения V. Во время такого относительного движения между первой поддерживающей деталью 34 и днищем 24 выступы установки 68 проходят через промежуточный элемент установки 64 и входят в пористый элемент испарителя 44. Если это состояние достигается, обеспечивается достаточно прочный прижим промежуточного элемента установки 64 к стороне 56 пористого элемента испарителя 44, и выход жидкого топлива в зоне граничащих поверхностей между промежуточным элементом установки 64 и пористым элементом испарителя 44, также как в зоне граничащих поверхностей между участком установки 62 и промежуточным элементом установки 64, становится невозможным, но, с другой стороны, промежуточный элемент установки 64 не настолько сильно сжимается, чтобы его пористую структуру больше нельзя было использовать для приема жидкого топлива.

Разумеется, несмотря на обеспеченный посредством применения выступов установки 68 усиленный прижим пористого элемента испарителя 44 к первой стенке днища 24, для дальнейшего улучшения теплового контакта пористый элемент испарителя 44 дополнительно соединяют, например, посредством выполнения локальной точечной сварки с первой стенкой днища 24 для того, чтобы тепло, образовавшееся, например, посредством предусмотренного на задней стороне 30 первой стенки днища 26 электрического нагревающего устройства, еще лучше проникало в пористый элемент испарителя 44.

На изображениях а)-е) на фиг.3 показаны различные варианты выполнения выступа установки 68. При этом на фиг. 3а), например, изображен использованный на фиг.2 вариант выполнения с выступом установки 68, который выполнен в его зоне входа в пористый элемент испарителя 44 с заостренной частью 72. В примере на фиг. 3b) выступ установки 68 имеет немного большую ширину и переходит в виде ступени в заостренную часть 72. В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3c), осевой конец выступа установки 68 выполнен в форме трапеции, так что заостренная часть 72 образуется на его боковой концевой стороне. Аналогичный вариант выполнения показан на фиг. 3d), с немного меньшей шириной заостренной части. На фиг. 3e) изображен вариант выполнения выступа установки 68 с несколькими заостренными частями.

В зависимости от варианта выполнения осевого конца выступа установки 68 он может действительно проходить насквозь через промежуточный элемент установки 64 описанным выше способом, а также непосредственно входить в пористый элемент испарителя 44. В принципе, можно также предусмотреть, чтобы такой выступ установки не проходил или проходил не полностью через промежуточный элемент установки 64, а прижимал его в зоне пористого элемента испарителя 44 и, таким образом, входил в пористый элемент испарителя 44, не соприкасаясь непосредственно с ним.

Другой вариант выполнения зоны установки 40, т.е. выступа установки 68, показан на фиг. 1 в нижней половине и на фиг. 4а) и 4b). Можно заметить позиционированный на стенке днища 26 пористый элемент испарителя 44 и зону установки 40 с его участком установки 62, выполненным предпочтительно проходящим вокруг в виде кольца и охватывающим радиально внешнюю зону 66 пористого элемента испарителя 44. Он частично охватывает также промежуточный элемент установки 64 в радиальном направлении. На некоторых позициях по окружности выгнутые выступы установки 68 распространяются, если смотреть со стороны участка установки 62, прежде всего, радиально внутрь и затем по оси на пористом элементе испарителя 44. Здесь они не имеют заостренные части, проходящие через пористый элемент испарителя 44 или проходящие через промежуточный элемент установки 64, а выполнены, например, с дисковидным концом установки 74, который прижимается к стороне 56 пористого элемента испарителя 44 и, тем самым, вызывает в этой зоне усиленный контакт между пористым элементом испарителя 44 и первой стенкой днища 26. При этом прижим промежуточного элемента установки 64 выполняется, в определенной мере, посредством участка установки 62, охватывающего его радиально, по меньшей мере частично.

Следует отметить, что, разумеется, можно выбирать различные варианты выполнения выступов установки 68 в зависимости от требуемого давления прижима, а также количество выступов установки 68, расположенных вокруг продольной оси L. В любом случае, предложенная в изобретении конструкция при сборке блока днища 18 обеспечивает возможность достижения определенного давления прижима для пористого элемента испарителя 44, а также обеспечивает определенное давление прижима для промежуточного элемента установки 64. Сконструированный таким образом блок днища 18 можно затем установить в осевой концевой зоне 16 окружающей стенки камеры сгорания 14 и, тем самым, присоединить посредством прессовой посадки или/и посредством смыкания материала, предпочтительно посредством выполненного с помощью лазерной сварки сварного шва 76. Вторую поддерживающую деталь 46 можно поместить в блок днища 18 еще до ее установки на окружающей стенке камеры сгорания 14, в особенности также до размещения первой поддерживающей детали 34 на днище 24.

Реферат

Предложенное изобретение относится к строению конструктивных элементов камеры сгорания испарительной горелки. Блок днища камеры сгорания испарительной горелки содержит днище (24) с первой стенкой днища (26) и предпочтительно с первой окружающей стенкой (32), распространяющейся от внешней краевой зоны (28) первой стенки днища (26) в направлении продольной оси (L) блока днища (18). Пористый элемент испарителя (44), местами закрывающий стенку днища (26), располагается на передней стороне (42) первой стенки днища (26), обращенной к камере сгорания (20). Выполненная в форме кольца поддерживающая деталь (34) имеет вторую окружающую стенку (36) с зоной установки (40), зафиксированной на пористом элементе испарителя (44). Причем зона установки (40) содержит участок установки (62), распространяющийся от окружающей стенки (36) радиально внутрь и охватывающий пористый элемент испарителя (44) в его радиальной внешней зоне (66), и несколько выступов установки (68). Выступы установки расположены друг за другом вокруг продольной оси (L) на расстоянии друг от друга и распространяются в направлении к пористому элементу испарителя (44). Причем пористый элемент испарителя (44) прижат, по меньшей мере, посредством выступов установки (68) в его радиальной внешней зоне (66) к первой стенке днища (26). При использовании изобретения обеспечивается прочное соединение элементов конструкции и эффективная теплопередача между днищем и пористым элементом испарителя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула