Испарительная горелка, способ ее очистки и способ контролирования подачи топлива в нее

Испарительная горелка, способ ее очистки и способ контролирования подачи топлива в нее

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к испарительной горелке, которая применяется, например, в отопительных приборах в автомобилях.

В WO 98/49494 раскрыта испарительная горелка, в которой в зоне дна камеры сгорания расположена пористая испарительная среда, например нетканый материал. В эту пористую испарительную среду направляют жидкое топливо для его распределения в пористой испарительной среде за счет капиллярного эффекта. На обращенной к камере сгорания стороне топливо испаряется, так что в зоне камеры сгорания за счет скопления паров топлива и воздуха для горения топлива образуется воспламеняемая, соответственно, горючая смесь. Кроме того, предусмотрено нагревательное устройство, которое содержит выступающий в зону камеры сгорания штифт калильного зажигания. За счет нагревания штифта калильного зажигания в его окружении создается настолько высокая температура, что находящаяся в его окружении горючая смесь воспламеняется, и после этого горение распространяется в зону камеры сгорания.

Кроме того, из DE 3233319 А1 известна испарительная горелка, в которой в зоне дна камеры сгорания снова предусмотрена пористая среда для распределения и испарения топлива. На обращенной к камере сгорания стороне пористой среды предусмотрено нагревательное устройство в виде нагревательной спирали, которая при пропускании через нее тока может создавать в зоне пористой среды необходимую для воспламенения температуру, которая находится в диапазоне примерно 1100°С.

Такие известные из уровня техники испарительные горелки имеют тот недостаток, что они для достижения высокой нагревательной мощности требуют относительно много времени, которое значительно больше, чем время, необходимое, например, для горелок с механической форсункой, горелок с воздушной форсункой или горелок с ультразвуковой форсункой. Существенная причина этого состоит в том, что из возникающего при воспламенении пламени отбирается также энергия для испарения топлива, что, в частности, при низких внешних температурах и большой массе деталей с относительно хорошей теплопроводностью препятствует быстрому распространению пламени в камере сгорания. Этот недостаток испарительных горелок, представляющих интерес как раз вследствие их дешевой конструкции, проявляется меньше при их применении, например, в отоплении при неработающем двигателе. В этом случае быстрое создание относительно высокой температуры не является главной задачей. Однако совсем другое дело, когда такая горелка используется в качестве дополнительного нагревательного устройства, которое действует, в частности, при запуске холодного двигателя при низкой окружающей температуре. В этом случае необходимо за очень короткое время обеспечить очень высокую нагревательную мощность дополнительного нагревательного устройства, для того чтобы в фазе запуска сократить прежде всего выброс вредных веществ подогреваемого таким образом приводного агрегата.

Задачей данного изобретения является создание испарительной горелки, в которой обеспечивается быстрое достижение рабочей фазы с высокой нагревательной мощностью.

Согласно данному изобретению для решения этой задачи предусмотрена испарительная горелка, содержащая испарительную среду для подачи паров топлива в камеру сгорания, первое нагревательное устройство, содержащее, по меньшей мере, один элемент калильного зажигания, расположенный, по меньшей мере, своей зоной нагревания в камере сгорания для воспламенения находящихся в камере сгорания паров топлива, второе нагревательное устройство, содержащее, по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения, для влияния на характеристики испарения испарительной среды, причем испарительная среда предусмотрена на носителе испарительной среды на одной его стороне, обращенной к камере сгорания, при этом, по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения расположен со стороны носителя испарительной среды, противоположной испарительной среде.

Данное изобретение устраняет присущий уровню техники недостаток за счет того, что оно имеет для воспламенения, с одной стороны, и для испарения подаваемого жидкого топлива, с другой стороны, соответствующие отдельные нагревательные устройства. Они могут быть оптимально согласованы с предъявляемыми к ним требованиями относительно создаваемых температур и необходимой для этого нагревательной мощности. За счет предварительного нагревания подлежащего испарению топлива увеличивается скорость испарения, при этом одновременно предотвращается отвод тепловой энергии из находящегося в фазе распространения пламени. Распространение пламени в начальной фазе такой испарительной горелки происходит значительно быстрее, так что режим полной нагрузки также достигается значительно скорее, чем с помощью известных из уровня техники испарительных горелок.

Для того чтобы, по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения, который используется только для предварительного нагревания подлежащего испарению топлива, не подвергать воздействию имеющихся в камере сгорания относительно высоких температур, может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения расположен со стороны испарительной среды, противоположной камере сгорания. Это обеспечивается, например, тем, что испарительная среда предусмотрена на носителе испарительной среды, и, что по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения расположен между испарительной средой и носителем испарительной среды.

В испарительной горелке, согласно изобретению, предпочтительно предусмотрена дополнительно система каналов подачи топлива для подвода жидкого топлива в испарительную среду. Для обеспечения приблизительно стабильной характеристики горения во всей камере сгорания предлагается выполнять систему каналов подачи топлива для распределения жидкого топлива в испарительной среде.

Это может быть обеспечено, например, тем, что система каналов подачи топлива имеет, по меньшей мере, одну кольцевую зону канала и/или, по меньшей мере, одну радиальную зону канала, отходящую по существу радиально от канала подачи топлива, в испарительной среде и/или в носителе испарительной среды.

Кроме того, в испарительной горелке, согласно изобретению, предпочтительно предусмотрена система каналов подвода воздуха для подачи в камеру сгорания воздуха, подлежащего сгоранию с парами. Для этого может быть, например, предусмотрено, что система каналов подвода воздуха имеет в стенке, ограничивающей камеру сгорания, по меньшей мере, одно открытое в камеру сгорания отверстие для впуска воздуха.

Для того чтобы вместе с выходящими из испарительной среды парами топлива одновременно подавать необходимый для воспламенения воздух в те зоны пространства, в которых происходит воспламенение, предлагается, что система каналов подвода воздуха имеет, по меньшей мере, одно открытое в сторону испарительной среды отверстие для впуска воздуха. Для этого может быть дополнительно предусмотрено, что система каналов подвода воздуха имеет, по меньшей мере, одну зону отверстий подвода воздуха, проходящую через испарительную среду.

Поскольку существенным параметром, влияющим на быстрое распространение пламени, является отвод тепла, возникающего в зоне испарительной горелки, то можно, согласно другому предпочтительному аспекту данного изобретения, обеспечить более высокую тепловую изоляцию и тем самым дополнительное ускорение распространения пламени за счет того, что предусмотрены, по меньшей мере, один нагревательный элемент для испарения и испарительная среда на выполненном из керамического материала носителе испарительной среды.

Испарительная среда может содержать пористый материал, который для обеспечения возможно быстрого распространения жидкого топлива в самой испарительной среде и затем для испарения распределенного жидкого топлива может быть предпочтительно выполнен многослойным. Для этого можно использовать, например, нетканый материал.

Общей проблемой, которая возникает при работе испарительных горелок, является, с одной стороны, требуемая большая изменяемость мощности горелки. В данном случае необходимо выдержать, например, соотношение максимальной мощности горелки к минимальной, равное, по меньшей мере, 4:1. С другой стороны, такие испарительные горелки должны работать с различным топливом, соответственно, с топливом различного качества. Необходимо, например, обеспечивать работу как с обычным дизельным топливом, так и, естественно, с зимним дизельным топливом и арктическим дизельным топливом. Кроме того, все большее значение приобретают местные виды топлива, как например, изготовленное из рапсового масла биологическое дизельное топливо, а также в целом полученные посредством переэтирефикации масел виды топлива метилового сложного эфира кислот жирного ряда. Следствием применения часто не специфицированного топлива, в частности, в соединении с большой изменяемостью мощностью горелки, является опасность возникновения при сгорании отложений в тех зонах, в которых происходит сгорание, т.е. в частности, в зоне камеры сгорания, соответственно, в тех зонах, где происходит испарение в основном жидкого топлива. Причиной этому является среди прочего то, что испарение не всегда происходит при оптимальных условиях, как например, оптимальной температуре испарения и оптимальной подаче кислорода. Образование отложений, которые обычно являются пригодными к регенерации, то есть горючими отложениями, вызывает ухудшение рабочих характеристик такой испарительной горелки, за счет чего ограничивается также максимальный срок службы.

Согласно другому аспекту данного изобретения испарительная горелка предпочтительно имеет систему очистки для удаления отложений, образующихся в зоне камеры сгорания в режиме сгорания отложений.

За счет наличия системы очистки обеспечивается удаление отложений и, соответственно, загрязнений, оседающих в зоне камеры сгорания, так что испарительная горелка может снова работать с повышенной эффективностью.

Поскольку образующиеся при сгорании отложения, как указывалось выше, обычно сами являются горючими, то, согласно другому аспекту данного изобретения, может быть предусмотрено, что система очистки содержит нагревательную систему, с помощью которой создается в зоне камеры сгорания температура, лежащая в диапазоне температуры сгорания отложений или превышающая ее.

Поскольку, как указывалось выше, критической с точки зрения возникновения отложений является прежде всего зона, в которой происходит испарение, то, согласно другому аспекту данного изобретения, предпочтительно должно быть предусмотрено, что нагревательная система для создания температуры, лежащей в диапазоне температуры сгорания отложений или выше его, выполнена, по меньшей мере, в зоне испарительной среды.

Особенно тогда, когда для испарительной среды предусмотрено собственное второе нагревательное устройство, может быть, согласно другому аспекту данного изобретения, предусмотрено, что это второе нагревательное устройство образует также используемую для очистки нагревательную систему. В этом случае, в зависимости от того, выполняется ли нормальный режим испарения или режим сжигания для очистки, это нагревательное устройство может работать с разной нагревательной мощностью для создания в соответствии с этим различных температур, подходящих для различных фаз работы.

Для обеспечения возможности определения с большой точностью правильного снабжения испарительной горелки топливом, она может, согласно другому аспекту данного изобретения, иметь устройство управления, с помощью которого можно регулировать нагревательную мощность, по меньшей мере, нагревательного элемента, при этом контрольный модуль контролирует нагревательную мощность и/или необходимую нагревательную мощность и на основании результата контроля распознает наличие испарения топлива.

При этом в данном изобретении используется то, что при испарении топлива вследствие необходимой для испарения и отбираемой из окружения энергии при переходе из состояния, в котором нет испарения, в состояние, в котором происходит испарение, для сохранения одинаковой температуры необходимо увеличивать мощность нагревательного элемента, способствующего испарению. В противном случае происходило бы охлаждение той зоны, в которой происходит испарение. Это изменение характеристики управления, соответственно, необходимой характеристики управления используется в данном изобретении для определения момента перехода в состояние испарения.

Кроме того, согласно данному изобретению, может быть предусмотрено, что нагревательный элемент для испарения содержит электрический нагревательный элемент, электрическое сопротивление которого увеличивается с повышением температуры.

Согласно другому аспекту данное изобретение относится к способу очистки нагревательной горелки, в частности испарительной горелки, в котором за счет активирования, предусмотренной для поддержки испарения топлива электрически возбуждаемой нагревательной системы нагревают отложения на окружающей камеру сгорания стенке до температуры в диапазоне температур сжигания отложений или превышающей ее и при этом сжигают их.

В этом случае предпочтительно предусмотрено, что способ очистки осуществляют тогда, когда нагревательная горелка не находится в рабочем состоянии нагревания. Поскольку в нормальном рабочем нагревательном режиме за счет взаимодействия различных компонентов системы обеспечивается то, что топливо и кислород подаются в подходящем для сгорания соотношении, то эта мера, согласно изобретению, обеспечивает, что за счет происходящего в рабочем нагревательном режиме сгорания кислород, который сам по себе необходим для нормального сгорания впрыскиваемого, соответственно, испаряемого топлива, используется для сжигания отложений и поэтому был бы недостаточен для сгорания. Тем самым предотвращается отрицательное воздействие на нормальный режим работы.

Согласно данному изобретению предпочтительно предусмотрено, что способ очистки выполняют после фазы рабочего состояния нагревания нагревательной горелки. Эта мера обеспечивает то преимущество, что после нормального рабочего нагревательного режима различные компоненты системы уже нагреты, так что необходимая для сжигания загрязнений, соответственно, отложений нагревательная мощность может быть соответственно уменьшена.

Для обеспечения возможно меньшего ухудшения рабочих характеристик нагревательной горелки также в течение длительного срока службы вследствие образующихся отложений, может быть дополнительно предусмотрено, что способ выполняют после заданной длительности работы нагревательной горелки. При этом контролируют, как долго работало нагревательное устройство после последней очистки. При достижении определенного количества рабочих часов снова выполняют способ очистки, согласно данному изобретению.

При выполнении этого способа очистки осуществляют управление нагревательной системой для обеспечения импульсного режима работы с импульсным отношением менее 1. Благодаря этому обеспечивается то преимущество, что за счет импульсного управления нагревательной системой можно простым образом регулировать нагревательную мощность вне зависимости от имеющегося напряжения электропитания, соответственно, без существенного ограничения со стороны напряжения.

При работе испарительных горелок важно знать, правильно ли работает подающее топливо в камеру сгорания дозирующее насосное устройство, соответственно, имеется ли в испарительной горелке топливо, для того чтобы правильно запускать, соответственно, осуществлять сгорание. Для этого известен, например, из DE 19859319 А1 способ, в котором контролируют ток возбуждения в дозирующем насосе и на основе оценки проходящего через дозирующий насос электрического тока делают вывод, работает ли он правильно или нет. Однако при этом трудно распознать также неисправности, которые возникают не в самом дозирующем насосе, а только в зоне соединения между дозирующим насосом и камерой сгорания. Кроме того, этот процесс контролирования является очень сложным из-за возникающих при изготовлении дозирующих насосов больших допусков и его можно использовать с относительно невысокой точностью.

Кроме того, данное изобретение относится к способу контролирования подвода топлива в испарительную горелку, при этом этот способ можно применять, в частности, для испарительной горелки, согласно данному изобретению. Эта испарительная горелка содержит предусмотренную для поддержки испарения топлива электрически возбуждаемую нагревательную систему. В этом способе по нагревательной мощности и/или изменению нагревательной мощности нагревательного элемента определяют, происходит ли испарение топлива в камере сгорания испарительной горелки.

При этом, например, на основе увеличивающейся во время работы нагревательного элемента нагревательной мощности и/или необходимой более высокой нагревательной мощности определяют наличие испарения топлива.

Поскольку, в частности, при запуске испарительной горелки важно знать, когда имеется испаренное топливо, для того чтобы затем инициировать последующие процессы, согласно другому аспекту данного изобретения, предлагается в процессе зажигания испарительной горелки обеспечивать работу нагревательного элемента в первой фазе работы с более высокой нагревательной мощностью, предпочтительно находящейся в диапазоне максимальной нагревательной мощности, в следующей второй рабочей фазе нагревательный элемент должен работать с уменьшенной, предпочтительно, уменьшающейся нагревательной мощностью и в следующей, третьей рабочей фазе нагревательного устройства - снова с повышенной, предпочтительно, увеличивающейся нагревательной мощностью, при этом при переходе в третью рабочую фазу или после него распознают наличие испарения топлива. При этом может быть дополнительно предусмотрено, что когда распознают наличие испарения топлива, то активируют элемент калильного зажигания, поддерживающий воспламенение испаренного топлива.

Предпочтительным является то, что в рабочей фазе, в которой останавливают режим горения испарительной горелки, активируют или оставляют в активированном состоянии нагревательный элемент, и по уменьшению нагревательной мощности распознают окончание процесса испарения топлива.

Когда испарительная горелка выключается, например, за счет выключения поддерживающего сгорание элемента калильного зажигания и отключения подачи топлива, предпочтительно обеспечить полное удаление из испарительной горелки еще содержащихся остатков топлива. Это можно обеспечить предпочтительно тем, что приводится в действие поддерживающее испарение второе нагревательное устройство и испаряется еще имеющееся топливо. На основе указанного выше физического эффекта, заключающегося в том, что для обеспечения испарения топлива необходима энергия, которая поставляется за счет соответствующего возбуждения соответствующего нагревательного устройства, согласно данному изобретению, может быть дополнительно предусмотрено, что когда нагревательная мощность или необходимая мощность поддерживающего испарение нагревательного элемента уменьшается, то распознают отсутствие топлива для испарения. Основанием для этого является то, что в случае отсутствия топлива больше не требуется подводить необходимое для испарения тепло, так что для сохранения заданной температуры можно уменьшить нагревательную мощность, обеспечиваемую соответствующим нагревательным устройством. Это уменьшение нагревательной мощности, соответственно, необходимой нагревательной мощности можно использовать в качестве критерия для принятия решения.

Ниже приводится подробное описание данного изобретения на примере предпочтительных вариантов выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - основные компоненты испарительной горелки, согласно первому варианту выполнения данного изобретения, в разнесенной изометрической проекции;

фиг.2 - продольный разрез представленной на фиг.1 испарительной горелки;

фиг.3 - узлы, содержащие различные нагревательные устройства, представленной на фиг.1 испарительной горелки в сборе;

фиг.4 - альтернативный вариант выполнения узлов, содержащих оба нагревательных устройства, представленной на фиг.1 испарительной горелки в разнесенной изометрической проекции;

фиг.5 - представленный на фиг.4 узел в сборе;

фиг.6 - основные компоненты испарительной горелки, согласно альтернативному варианту выполнения данного изобретения, в разнесенной изометрической проекции;

фиг.7 - продольный разрез представленной на фиг.6 испарительной горелки в плоскости, не содержащей продольную среднюю ось испарительной горелки;

фиг.8 - продольный разрез представленной на фиг.6 испарительной горелки в плоскости, содержащей продольную среднюю ось испарительной горелки;

фиг.9 - узел, содержащий различные нагревательные устройства, представленной на фиг.6 испарительной горелки в сборе;

фиг.10 - оба нагревательных устройства, используемые в представленной на фиг.6 испарительной горелки;

фиг.11 - альтернативный вариант выполнения нагревательного устройства, используемого для испарения и распределения топлива;

фиг.12 - альтернативный вариант выполнения узла, содержащего оба нагревательных устройства, представленной на фиг.6 испарительной горелки в разнесенной изометрической проекции;

фиг.13 - альтернативный вариант выполнения узла, содержащего оба нагревательных устройства и испарительную среду, в разнесенной изометрической проекции;

Фиг.14 - предусмотренный в варианте выполнения, согласно фиг.13, носитель испарительной среды;

фиг.15 - разрез узла, представленного на фиг.13 и 14;

фиг.16 - модификациия узла, представленного на фиг.13-15, в изометрической проекции на виде сзади.

На фиг.1-5 представлен первый вариант выполнения испарительной горелки 10 согласно изобретению. Испарительная горелка 10 содержит изображенный лишь частично корпус 12 подачи воздуха, а также соединенный с ним с использованием промежуточного уплотнительного элемента 14 или т.п. корпус 16 горелки, задающий по существу продольную среднюю ось L испарительной горелки 10. Как схематично представлено на фиг.2 с помощью стрелок Р₁, в зону 18 корпуса 12 подачи воздуха подводится необходимый для сгорания воздух. Образующиеся при сгорании газы, как обозначено стрелками Р₂, отводятся из зоны испарительной горелки 10 через зону 20 отвода корпуса 12 подвода воздуха. Подробное описание относящегося к изобретению подвода необходимого для сгорания воздуха и, соответственно, отвода продуктов сгорания будет приведено ниже. А в целом следует указать, что подвод необходимого для сгорания воздуха и, соответственно, отвод возникающих при сгорании газов могут выполняться обычным образом.

В корпусе 16 горелки предусмотрена проходящая вдоль продольной средней оси L испарительной горелки 10 жаровая труба 22. Жаровая труба 22, аналогично корпусу 16 горелки, в своей осевой открытой зоне закреплена на корпусе 12 подвода воздуха, а именно на его передней пластине 24. В своей удаленной от пластины 24 корпуса концевой зоне 26 жаровая труба 22 открыта в осевом направлении, так что, как обозначено стрелкой Р₃, образующиеся при сгорании газы могут проходить через кольцевое пространство 28, образованное между жаровой трубой 22 и корпусом 16 горелки. Пластина 24 корпуса имеет в своей нижней зоне продолговатое, приблизительно на 180° изогнутое выпускное отверстие 30. Жаровая труба 22 расположена на пластине 24 корпуса так, что выпускное отверстие 30 находится вне окруженной жаровой трубой зоны пространства и тем самым создает связь между кольцевым пространством 28 и зоной 20 отвода корпуса 12 подвода воздуха.

В охваченной жаровой трубой 22 зоне пространства на той же стороне, что и жаровая труба 22, на пластине 24 корпуса расположен выполненный в форме горшка носитель 32 испарительной среды. В охваченной носителем 32 испарительной среды пространственной зоне расположена испарительная среда, обозначенная в целом позицией 34, которая в представленном примере содержит два слоя 36, 38 нетканого материала. При этом слой 36 нетканого материала выполнен, например, с более тонкой пористой структурой, чем слой 38 нетканого материала. К по существу цилиндрической зоне 40 стенки носителя 32 испарительной среды примыкает выполненная кольцеобразной, например, из листовой стали, часть 42 стенки камеры сгорания. Она имеет в своей удаленной от носителя 32 испарительной среды концевой зоне кольцеобразную факельную заслонку 44 с центральным сквозным отверстием.

Как представлено прежде всего на фиг.1, на пластине 24 корпуса предусмотрено несколько продолговатых и изогнутых отверстий 46 подвода воздуха. Отверстия 46 подвода воздуха расположены относительно продольной средней оси L в радиальной зоне между жаровой трубой 22 и носителем 32 испарительной среды. Как обозначено на фиг.2 стрелкой P₁, необходимый для сгорания воздух может входить через эти отверстия 46 подвода воздуха в кольцевое пространство 48, которое образовано между жаровой трубой 22 и носителем 32 испарительной среды, а также примыкающей к носителю 32 испарительной среды зоной части 42 стенки камеры сгорания. Это кольцевое пространство 48 закрыто в осевом направлении расширяющимся контуром части 42 стенки камеры сгорания, которая затем примыкает к внутренней окружности жаровой трубы 22. В своей примыкающей к носителю 32 испарительной среды, выполненной приблизительно цилиндрической зоне часть 42 стенки камеры сгорания имеет множество следующих друг за другом в периферийном направлении и расположенных, например, со сдвигом в осевом направлении отверстий 50 для прохода воздуха. Поступающий через отверстия 46 подвода воздуха в кольцевое пространство 48 воздух может тем самым через эти отверстия 50 для прохода воздуха поступать в охваченную частью 42 стенки камеры сгорания камеру 52 сгорания в зоне, которая находится вблизи поверхности испарительной среды 34.

В центральной, т.е. ближней к продольной средней оси L зоне, зона 54 дна носителя 32 испарительной среды имеет отверстие, в котором заканчивается канал (56) подачи топлива, выполненный в виде магистрали подачи топлива. Канал 56 подачи топлива заканчивается перед испарительной средой 34, т.е. перед ближним к зоне 54 дна слоем 36 нетканого материала. Таким образом, подаваемое через топливную магистраль топливо поступает в этой центральной зоне в слой 36 нетканого материала. Для обеспечения равномерного распределения по всей радиальной зоне может быть, с одной стороны, предусмотрен между обоими слоями 36, 38 нетканого материала дискообразный отклоняющий элемент 58, который исключает непосредственно осевой вход топлива из слоя 36 нетканого материала в слой 38 нетканого материала в ближней к продольной средней оси L зоне. Таким образом, обеспечивается принудительное отклонение в радиальном направлении наружу. Для дополнительной поддержки этого потока в радиальном направлении наружу могут быть предусмотрены, как представлено на фиг.1, в зоне 54 дна носителя 32 испарительной среды проходящие радиально наружу, выполненные в виде канавок каналы 60, так что в данном случае имеются дополнительные пути для потока в радиальном направлении наружу в обход слоя 36 нетканого материала.

На расстоянии в радиальном направлении от продольной средней оси L в пластине 24 корпуса, в зоне 54 дна носителя 32 испарительной среды и в обоих слоях 36, 38 нетканого материала предусмотрены отверстия 62, 64, 66, 68. Через них проходит элемент 70 калильного зажигания, выполненный в виде штифта калильного зажигания, так что он своей предназначенной для создания температуры зажигания концевой зоной входит в камеру 52 сгорания.

В зоне 54 дна носителя 32 испарительной среды на противоположной испарительной среде 34 стороне в углубленной зоне 88 предусмотрен нагревательный элемент 72 для испарения, содержащий, например, нагревательный провод. Понятно, что как элемент 70 калильного зажигания, выполненный в виде штифта калильного зажигания, так и нагревательный элемент 72 для испарения снабжаются электрической энергией для их нагревания посредством соответствующего контактирования.

Таким образом, описанная выше применительно к фиг.1-3 конструкция испарительной горелки 10 имеет два выполненных отдельно друг от друга, а также работающих независимо друг от друга нагревательных устройства. Первое из них содержит элемент 70 калильного зажигания, выполненный в виде штифта калильного зажигания, в то время как второе нагревательное устройство содержит нагревательный элемент 72 для испарения. Для обеспечения с помощью такой испарительной горелки 10, согласно изобретению, в возможно короткое время максимальной нагревательной мощности, т.е. обеспечения в камере 52 сгорания в возможно короткое время состояния полного сгорания, испарительная горелка 10 может работать, в частности, в состоянии запуска так, что за счет пропускания электрического тока через нагревательный элемент 72 для испарения нагревается носитель 32 испарительной среды и тем самым находящаяся на нем испарительная среда 34. При этом можно выполнять нагревание до температуры в порядке 400°С, так что обеспечивается значительное повышение скорости испарения распределенного вследствие капиллярного эффекта в испарительной среде 34 топлива. За счет подачи электрического тока на штифт калильного зажигания обеспечивается температура в его окружении около 1100°С, которая достаточна для воспламенения смеси, образованной, с одной стороны, за счет испарения топлива и, с другой стороны, за счет подачи необходимого для сгорания воздуха, в зоне камеры 52 сгорания, в частности, в ближней к испарительной среде 34 зоне. Поскольку из возникшего при воспламенении пламени не должно отбираться тепло для дальнейшего испарения топлива, то необходимое для испарения тепло подводится по существу нагревательным элементом 72 для испарения, и поскольку за счет усиленного испарения топлива имеется хорошо воспламеняющаяся смесь, распределенная по всей зоне камеры 52 сгорания, то обеспечивается очень хорошее распространение пламени во всей зоне камеры сгорания. А это означает, что на основе очень быстрого развития максимального сгорания в камере 52 сгорания вся испарительная горелка 10 очень быстро переходит в рабочее состояние максимальной нагревательной мощности.

Было установлено, что для нагревательного элемента 72 для испарений предпочтительной является электрическая мощность около 100 Вт для обеспечения предпочтительной для испарения температуры до около 400°С. Для воспламенения в зоне штифта калильного зажигания предпочтительна электрическая мощность в диапазоне около 60 Вт для обеспечения там температуры 1100°С.

Управление обоими нагревательными устройствами, т.е. элементом 70 калильного зажигания, выполненным в виде штифта калильного зажигания, соответственно, нагревательным элементом 72 для испарения, можно выполнять в соответствии с рабочим состоянием, соответственно, внешними параметрами. Так например, при очень низких окружающих температурах в зоне нагревательного элемента 72 для испарения необходима большая нагревательная мощность. Если испарительная горелка 10 должна работать в режиме нагревания при неработающем двигателе, т.е. в рабочем режиме, в котором очень быстрое распространение пламени не является необходимым, то от возбуждения нагревательного элемента 72 для испарения можно полностью отказаться, что способствует экономии электрической энергии. Распознавание того, должна ли работать испарительная горелка 10 в режиме нагревания при неработающем двигателе или в режиме дополнительного нагревания, может обеспечиваться, например, на основе различных имеющихся в системе управления автомобиля сигналов, как например, сигнала, выдаваемого генератором, который выдается только тогда, когда работает приводной агрегат, т.е. двигатель внутреннего сгорания.

Другим существенным аспектом для обеспечения быстрого распространения пламени является теплоизоляция нагревающихся при сгорании деталей. Поэтому предпочтительно изготавливать, например, представленный в варианте выполнения по фиг.1-3 носитель 32 испарительной среды из хорошо теплоизолирующего материала, как например, керамического материала. Поскольку, как представлено, в частности, на фиг.2 и 3, предусмотренный на задней стороне зоны 54 дна нагревательный элемент 72 для испарения расположен в зоне 88 уменьшенной толщины стенки зоны 54 дна, то в этой зоне все же обеспечивается относительно хорошая передача тепла в испарительную среду 34. Естественно, можно также выполнять часть 42 стенки камеры сгорания из керамического материала, соответственно, выполнять ее при необходимости как единое целое с носителем 32 испарительной среды. В качестве альтернативного решения часть 42 стенки камеры сгорания можно выполнять, например, как часть точного литья или как часть из стального листа. Можно также предусмотреть испарительный нагревательный элемент на носителе 32 испарительной среды на той стороне, на которой находится также слой 36 нетканого материала, т.е. испарительная среда. Таким образом, обеспечивается очень хороший тепловой контакт.

Модификация представленного на фиг.1-3 варианта выполнения, в частности, в зоне носителя 32 испарительной среды, представлена на фиг.4 и 5. Можно видеть, что в зоне 40 стенки выполненного в форме горшка носителя 32 испарительной среды предусмотрено множество распределенных в периферийном направлении отверстий 74 для прохода воздуха. Таким образом, они находятся в осевой зоне, которая закрыта испарительной средой 34. Отверстия 74 для прохода воздуха своими радиально внутренними зонами входят в испарительную среду 34. Таким образом, подводимый через отверстия 74 для прохода воздуха из кольцевого пространства 48 необходимый для сгорания воздух проходит сначала через испарительную среду 34, нагревается там вместе со скопившимся в испарительной среде 34 топливом и затем выходит из испарительной среды 34 вместе с испарившимся топливом в камеру 52 сгорания. Тем самым обеспечивается создание легко воспламеняющейся смеси из испаренного топлива и необходимого для сгорания воздуха, так что, согласно предпочтительному варианту выполнения, отверстия 74 для прохода воздуха служат для подачи воздуха, необходимого для зажигания. Используемый, соответственно необходимый, затем в нормальном состоянии сгорания воздух подается главным образом через имеющиеся упомянутые отверстия 50 для прохода воздуха. Тем не менее следует указать на то, что при соответствующих размерах и количестве отверстий 74 для прохода воздуха, которые подают воздух непосредственно в пористую испарительную среду 34, можно при необходимости отказаться от отверстий 50 для прохода воздуха, которые граничат не с испарительной средой 34, а непосредственно с камерой 52 сгорания. Кроме того, следует указать, что в зоне 54 дна носителя 32 испарительной среды, естественно, могут находиться проходные отверстия, через которые подается необходимый для сгорания воздух, который используется предпочтительно в процессе воспламенения за счет лучшего перемешивания с испаренным топливом. Для обеспечения таким образом усиленной подачи необходимого для сгорания воздуха в камеру 52 сгорания, может быть предусмотрено, что на одной линии с расположенными в зоне 54 дна проходными отверстиями выполняют соответствующие проходные отверстия также в испарительной среде 34.

Необходимо отметить, что независимо от того, происходит ли подача необходимого для сгорания воздуха через зону 54 дна носителя 32 испарительной среды, зону 40 стенок носителя 32 испарительной среды, т.е. в пористую испарительную среду 34, или отверстия 50 для прохода воздуха в части 42 стенки камеры сгорания, независимо от размеров, количества и распределения предусмотренных отверстий для прохода воздуха, можно влиять на параметры потока воздуха и тем самым на параметры сгорания. В