CN1853073A - 使用液体燃料的燃气燃烧器 - Google Patents

Abstract

公开了一种燃气燃烧器，它使用液体燃料，特别是植物油工作并且具有一个用于气化液体燃料的蒸发器，该蒸发器的蒸发室(29)由一个分界壁(9、11)限定，在该分界壁中构造一个用于产生燃气射流(G)的燃气喷出通道(17)。为保证燃气燃烧器可靠地工作，蒸发器(7)的分界壁具有由一个内壁(9)和一个外壁(11)构成的至少双层壁的结构。

Description

使用液体燃料的燃气燃烧器

本发明涉及一种使用液体燃料，特别是植物油的燃气燃烧器。该燃气燃烧器具有一个用于气化液体燃料的蒸发器。该蒸发器的蒸发室由一个分界壁限定，该分界壁具有一个用于产生燃气射流的燃气喷出通道。

由DE 101 61 154公开了一种此类的燃气燃烧器。燃气烧烤位置具有一个使用液体燃料，优选植物油工作的燃烧器。该燃烧器配备了一个蒸发器，该蒸发器连接在一个燃料的进口管上。该蒸发器设有一个燃气喷出通道，它朝向一个用于燃气/空气混合的折流机构。对这个使用液体植物油工作的燃烧器，在气化过程中可能进行植物油的分解和复合过程。此时产生裂化产物，它们在蒸发器中以及燃气喷出通道上形成沉积物。这些沉积物必须在燃烧器工作后除去，以避免燃气喷出通道的堵塞。

本发明的任务在于，提供一种使用液体燃料的燃气燃烧器，它可以可靠地工作。

该任务通过一个具有权利要求1的特征的燃气烧烤位置解决。按照权利要求1的特征部分，该蒸发器具有由一个内壁和一个外壁构成的至少双层壁的结构。这两层壁可以为满足不同的功能由不同的材料制成。例如如果内壁由一种化学性质不活泼的材料，例如不锈钢制成是有利的。蒸发器的外壁可以优选由一种能导热的材料制成，例如铜。

燃气喷出通道具有一个从蒸发室逐渐变细的孔边缘也是有利的。由此可以避免从蒸发器的分界壁到燃气喷出通道的尖棱过渡。这样可以在燃气喷出通道的开口区域附着较少的沉积物。

燃气喷出通道的节流位置可以有利地在蒸发器的内壁中构成。由此不仅燃气喷出通道的入口边缘，而且它的节流位置都可以制造技术上有利地只在蒸发器的内壁中构成，这两者对于沉积物是重要的。对于节流位置这种特殊的布置还可以避免通过环形间隙的燃气泄漏流，该环形间隙可以在制造蒸发器时在内壁和外壁对置的分界面之间产生。

按照一种有利的实施方式，燃气喷出通道的逐渐变细的孔边缘可以是锥形的。该孔边缘优选具有在50°和70°之间的圆锥角。由此在蒸发器分界壁和燃气喷出通道之间实现特别平滑的过渡。

燃气喷出通道的逐渐变细的孔边缘可以过渡到节流位置。该节流位置优选是空心圆柱状的。为了进一步实现节流位置的稳定的节流特性，该节流位置在轴向有利地延伸一个确定的长度。一个此类的长形延伸的节流位置另一方面导致在燃气喷出通道中的沉积物增加。节流位置的长度特别优选处在约0.5mm。由此在足够稳定的节流特性下减少在燃气喷出通道区域中的沉积物。

如果燃气射流圆锥形地从燃气喷出通道中喷出，那么在流体力学上是有利的。由此实现喷出的燃气射流和环境空气的良好的混合。如果燃气喷出通道的出口锥形地扩大，对产生圆锥形的燃气射流是有利的。此时通道出口的圆锥角优选大于喷出的燃气射流的圆锥角，以减少流动损失。

蒸发器可以是蒸发管，它可以延伸通过燃烧器的火焰区域。由此保证液体燃料的可靠的气化。

如果在蒸发器的外壁中构造一个其通流横截面大于节流位置的通流横截面的燃气射流通道也是有利的。在节流位置直径为0.4mm时，在外壁中的燃气射流通道例如可以具有从2到4mm的直径。

在燃气喷出通道的生产方法中，在蒸发器的分界壁中钻出一个用作燃气喷出通道的第一孔，以及一个对置的第二孔。接着借助于一种钻孔工具对第一孔的通入蒸发室的孔边缘进行倒角，该钻孔工具穿过第二孔。然后借助一个封闭元件封闭第二孔。

接下来基于附图说明本发明的两个实施例。图中示出：

图1一个非常示意的植物油烧烤器的透视图；

图2图1中的细节X的放大的截面图；以及

图3按照第二实施例对应图2的视图。

在图1中非常示意地示出了一种使用植物油工作的燃气燃烧器。该燃气燃烧器具有一个油箱1，该油箱注有液体植物油。油箱1装备有一个空气泵3，利用它可以升高油箱1中的压力。液体植物油可以在油箱1中过压时通过一个进口管5导入一个蒸发器蛇管7中。蛇管7设计为两层壁的并且具有一个内管9以及一个外管11。蒸发器蛇管7通过它的两个端部流体技术上与一个盖罩6相连，该盖罩液体密封地旋紧在进口管5的一端。

内管9的两个管头突出于外管11相应的管头之外。这样蒸发器蛇管7制造技术上有利地只通过内管9的管头固定在盖罩6上。套在一起的管9、11成形为两个对称的环13、15，它们互相成V形分布。在两个环13、15之间的过渡段中在蛇管7中钻有一个燃气喷出通道17。它朝向一个与它间隔距离的挡板19。

不仅蒸发器蛇管7而且挡板19都固定在一个空心圆柱状的火焰导向板21中，它在图1中以虚线表示。其中火焰导向板21的上边缘可以用作熟食容器的支承面。在进口管5中接入一个减压阀23，利用它可以调节燃气燃烧器的热功率。

在图2中示出了燃气喷出通道17的一个放大的侧截面图。燃气喷出通道17具有一个空心圆柱状的节流位置27，它在燃气喷出通道17的轴向A上延伸出约0.4mm的长度d。燃气喷出通道17伸入一个由内管9限定的蒸发室29中。不仅内管9而且外管11都具有约1mm的壁厚w。燃气喷出通道17具有一个孔边缘31，它从蒸发室29出发在气体流动方向逐渐变细。燃气喷出通道的逐渐变细的孔边缘31设计为锥形并且具有一个60°的圆锥角α。与此相对，外管11在燃气喷出通道17的相对的出口侧具有一个燃气射流通道33。它设计为具有约2到4mm的直径a并且由此比节流位置27约0.4mm的直径大许多倍。

管9、11在它们弯成蒸发器蛇管7之前套在一起。此时在两个管9、11对置的分界面35、37之间可能产生一个很小的环形间隙39，如其在图2中标明的那样。从燃气喷出通道17中不利的燃气泄漏流可以通过环形间隙39流出。

为了能够工作，燃烧器必须首先借助一个外部的未示出的点火装置点燃。外部的点火是必要的，因为植物油的燃点处在300℃的范围内。点火装置可以例如使用煤油或柴油工作，它们的燃点只处于约50℃。为启动燃烧器的燃烧过程，点火装置预先加热蒸发器蛇管7例如30秒。这样产生的热量足够启动蒸发器蛇管7中的气化过程，并且点燃从燃气喷出通道17中喷出的燃气流。此时为了维持燃烧过程，必须通过不时地操作空气泵3来平衡油箱1中的压力下降。

燃气喷出通道17在蒸发室内的一个开口区域处的燃气压力可能升高到约3bar，燃气射流G借此以较高的速度冲出燃气喷出通道17。从燃气喷出通道17喷出的燃气射流G在图2中以虚线表示。燃气射流G以一个具有15°～20°之间的圆锥角的圆锥形从蒸发室29中通过燃气喷出通道17喷入燃气/空气混合区41。燃气/空气混合区41向上通过挡板19限定。由此获得燃气射流G和环境空气U的良好的混合，环境空气U通过火焰导向板21从底侧引入混合区41。挡板19用于提高燃气/空气混合物在混合区41的停留时间并且使产生的火焰保持在蒸发环13、15的区域内。这样在蒸发环13、15中产生的热量足够保持蒸发器蛇管中的气化过程，并且供给燃气喷出通道17足够的气化植物油。

通过逐渐变细的燃气喷出通道17的孔边缘31实现了，在图2中用箭头标明的燃气流从蒸发室29到燃气喷出通道17的无流动损失的转向。基于植物油的材料特性，一种这样的转向对可靠的燃烧器的工作是重要的：因为植物油是由脂肪酸的长链甘油酯组成的，由此其粘度比例如煤油的粘度大20到30倍。在气化期期间植物油分解和复合过程中可能产生裂解产物，它们作为沉积物附着在燃气喷出通道17上和蒸发管环7中。这些必须在烧烤过程后除去，以避免燃气喷出通道内的堵塞。通过按照本发明的平滑的过渡，即从限定蒸发室29的分界壁通过逐渐变细的孔边缘31到燃气喷出通道17的节流位置27的过渡，可以使这样的沉积物在燃气喷出通道的区域内只附着很小的量。由此燃烧器在减少蒸发室29的清洁需求的情况下仍能够可靠地工作。

为了清洁蒸发室29首先将蛇管7连同它的盖罩6从进口管5上拧下。然后可以穿过蛇管7导入一个清洁刷。

如在图2中所示，外管11中的燃气射流通道33比燃气喷出通道直径大许多倍。由此在管9、11的分界面35、37之间形成的环形缝隙39就分布在由节流位置27中喷出的燃气射流G的外面。所以不需要担心燃气射流G的一部分作为泄漏流导入环形间隙39并可能从外管11的自由端流出。

如在图2中标明的，从燃气喷出通道17中冲出的燃气量的最大部分都在图2中所示的燃气射流圆锥内。环形间隙39布置在燃气射流圆锥之外，从而可靠地阻止了值得注意的燃气量可能进入环形间隙39并且作为燃气泄漏流通过环形间隙39流走。

为生产蒸发器蛇管7首先将两个长形延伸的管9、11互相套在一起。接着蒸发器蛇管7按照图1螺旋线形地弯成具有两个蒸发管环13、15。然后在两个蒸发环13、15之间的一个过渡段中钻出燃气喷出通道17。为此要按照图2用一个第一钻孔工具45从下侧在蒸发器蛇管7中钻一个第一钻孔47，并且在对置一侧锪出稍后形成的燃气喷出通道17的孔边缘31。在下一个工作步骤中利用一个小的第二钻孔工具49以一个约0.4mm的直径在锪孔区域31钻穿以形成节流位置27。在此，外管11中的燃气射流通道33可以在两个管9、11相互套在一起之前就钻好。在下一个工作步骤中将一个封闭板51从外侧焊接到外管11上以封闭钻孔47。

在图3中按照第二实施例说明了燃气喷出通道17的另一种实施方式。图3中的燃气喷出通道17同样可以应用在图1中的燃气燃烧器中。相比图2不同之处在于，由蒸发室29逐渐变细的燃气喷出通道17的圆锥形孔边缘31直接过渡到一个圆锥形扩宽的出口边缘51。此时在入口边缘31和出口边缘51之间的锐角过渡处产生一个圆周线形分布的节流位置27。这个节流位置相对图2在轴向A上只有微不足道的延伸。

如图2也按照图3，节流位置27在燃气流方向上布置在环形间隙39的前面。在此出口边缘51的圆锥角β约为40°。相反，燃气圆锥G具有约20°的圆锥角γ。因此环形间隙39离开喷出的燃气射流G足够的距离，这样燃气射流在环形间隙39的旁边流入混合区41。

Claims (12)

1.使用液体燃料，特别是植物油的燃气燃烧器，其具有一个用于气化液体燃料的蒸发器(7)，该蒸发器的蒸发室(29)由一个分界壁(9、11)限定，该分界壁具有一个用于产生燃气射流(G)的燃气喷出通道(17)，其特征在于，蒸发器(7)的分界壁具有由一个内壁(9)和一个外壁(11)构成的至少两层壁的结构。

2.按权利要求1所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述蒸发器(7)的内壁(9)和外壁(11)由不同的材料制成。

3.按权利要求1或2中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述蒸发器(7)的内壁(9)由一种化学性质不活泼的材料，例如不锈钢制成。

4.按权利要求1至3中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述蒸发器(7)的外壁(11)由一种能导热的材料制成，例如铜。

5.按前述权利要求中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃气喷出通道(17)具有一个从蒸发室(29)逐渐变细的孔边缘(31)。

6.按权利要求5所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃气喷出通道(17)的逐渐变细的孔边缘(31)是锥形的并且优选围成一个在50°和70°之间的圆锥角(α)。

7.按权利要求5或6中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述逐渐变细的孔边缘(31)过渡到燃气喷出通道(17)的节流位置(27)。

8.按权利要求7所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃气喷出通道(17)的节流位置(27)是空心圆柱状的。

9.按前述权利要求中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃气喷出通道(17)具有一个出口边缘(33)，该出口边缘是锥形的并且优选围成一个至少大于15°到20°的圆锥角(β)。

10.按前述权利要求中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述蒸发器是蒸发管(7)。

11.按权利要求7至10中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，所述燃气喷出通道(17)的节流位置(27)在内壁(9)中构成。

12.按权利要求7至11中任一项所述的燃气燃烧器，其特征在于，在外壁(11)中构造一个燃气射流通道(33)，它的通流横截面大于节流位置(27)的通流横截面。

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