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Ortsbeweglieher elektrischer Feueranzünder.
Zum Entzünden von festem Brennstoff in Feuerungen sind elektrische Heizkörper bekannt, die mit mehreren, parallel geschalteten, die elektrischen Heizwiderstände enthaltenden Kanälen ver- sehen sind, durch die ein hindurchgeführter Luftstrom auf eine über dem Flammpunkt des zu zündenden
Brennstoffes liegende Temperatur erhitzt und zum Brennstoff geleitet wird.
Die Erfindung betrifft die Ausbildung und Anordnung der in den Feuerungsraum einzuführenden, mit Öffnungen versehenen Teile der Heissluftleitung für die Weiterleitung und Verteilung der Heissluft in den Brennstoff. Während bei den bekannten Handgeräten dieser Art die Luft im freien Strom auf das Brenngut geleitet wird, wobei für die Entflammung die ganze vorhandene Heissluftmenge mit der vollen in dem Gerät erzeugten Temperatur zur Wirkung gelangt, wird gemäss der Erfindung der Heissluftstrom durch feuerfeste Rohre auf grössere Entfernungen in das Brenngut hineingeleitet, wobei sie aus einzelnen, verhältnismässig weit voneinander entfernten Löchern in das um die Rohre herum aufgeschichtete Brenngut strömt.
Hiedurch wird es möglich, das ganze auf einen Rost aufgegebene Brenngut gleichzeitig von innen heraus zu entflammen und dadurch den Heizvorgang mit einer Kraft und
Geschwindigkeit einzuleiten, die durch Anblasen von aussen her nicht zu erreichen wäre.
Gegenüber den bekannten Gasbrennern zum Anzünden von Kohlen, bei denen das Gasluftgemisch in kaltem Zustande bis an die Austrittsöffnungen herangeführt und dort erst angezündet wird, so dass die erzeugte Wärme sogleich an Ort und Stelle zur Wirkung kommt und Verluste beim Wärmetransport durch die Zuführungsleitung überhaupt keine Rolle spielen, besteht der wesentliche Unterschied für den Verbrennungsvorgang nach der Erfindung darin, dass die zur Einleitung des Verbrennungsvorganges notwendige Flamme weder besonders entzündet zu werden braucht, noch ausgehen kann.
Diese Vorteile der Heissluft als Zündmittel und Reaktionsteilnehmer ermöglichen es, das Rohrmundstück des Heissluftanzünders von vornherein vollständig und allseitig in das Brenngut einzubetten und dieses dann nachträglich von innen heraus zu entzünden. Durch die vollständige Einbettung der Zuleitungsrohre in den vorzugsweise kleinstückigen Brennstoff wird eine ebenso billige wie wirksame Wärmeisolation gewährleistet. Dieser zunächst wenig in Betracht gezogene Effekt scheint sogar die gute Wirksamkeit der Anzündevorrichtungen überhaupt erst zu ermöglichen.
In Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsformen der neuen in den Feuerungsraum einzuführenden, mit Öffnungen versehenen Teile der Heissluftzuleitung dargestellt, die im weiteren kurz als Lochmundstücke bezeichnet werden, wogegen die Fig. 3 einen Querschnitt des Lochmundstückes mit Verstärkungsrippe zeigt.
Die Ausführung nach Fig. 1 ist für grosse Zimmeröfen, sowie Zentralheizungskessel und ähnliche Feuerungen mit festem Rost bestimmt, wogegen die Fig. 2 eine zu Anheizen von Grossfeuerungen mit Wanderrost geeignete Ausführungsform darstellt. Die Lochmundstücke LM sollen möglichst bis zur Linie G-G in das Brenngut eingebettet werden. Die Entfernung zwischen dem Vorderende des Heizkörpers H und dem ersten Austrittsloch (Fig. 1) und lo (Fig. 2) wird so klein gehalten, wie es möglich ist, wenn eine Einbettung des Heizkörpers selbst in die Kohle und damit eine gefährliche Erhitzung dieses einerseits, ein Offenbleiben des ersten Loches anderseits vermieden werden soll. In der Regel wird der Abstand zwischen H und dem ersten Loch nur etwa 10 bis 15 cm betragen dürfen.
Die Länge und Form des Lochmundstückes ist durch die Grösse des zu entflammenden Feuerungsraumes bestimmt. Für den Querschnitt ist gemäss der Erfindung folgendes zu beachten. Ein zu grosser Querschnitt würde unnötige äussere Wärmeverluste, zu grosse Wärmekapazität und ein unendlichen
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Gewicht ergeben.
Bei zu kleinen Querschnitten tritt eine andere Gefahr auf : es kann nicht nur der zum Durchblasen der Heissluft benötigte Überdruck zu hoch werden, was ein unhandliches und teures Gebläse zur Folge hätte, sondern diese Gefahr kann durch Umschlagen der laminaren in turbulente Luftbewegung von einer kritischen Reynold'schen Zahl an sprunghaft erhöht und zugleich der Wärmeaustausch mit der Wandung durch die turbulente Strömung so gesteigert werden, dass die von der Heissluft getragene Wärmeenergie nicht mehr bevorzugt an den Austrittsstellen, sondern längs der ganzen Rohrwände in ungeeigneter Form an das Brenngut abgegeben wird. Vorzugsweise wird deshalb gemäss der Erfindung der Rohrdurchmesser überall so gewählt, dass die Gefahr einer turbulenten Bewegung bei den angewandten Betriebsbedingungen gerade noch mit Sicherheit vermieden wird.
Die Grösse der Austrittslöcher wird vorzugsweise so gewählt, dass ihr Gesamtquerschnitt von ähnlicher Grösse ist, wie der Eintrittsquerschnitt des Mundstückes. Die Austrittsgeschwindigkeit ist dann von ähnlicher Grösse wie die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Lochmundstückes und es sind keine besonderen, das Gebläse belastenden Austrittshemmungen zu überwinden. Die Verteilung der Lochgrösse wird dabei in weiterer Ausbildung der Erfindung so gewählt, dass aus den letzten Löchern mehr Luft ausströmt als aus den vorangehenden ; damit wird dem sonst progressiv steigenden Temperaturabfall nach den Enden zu entgegengearbeitet und eine hohe Zündwirkung auch noch bei den letzten Löchern erreicht.
Die Bevorzugung der letzten Löcher wird entweder durch ein geeignetes Verhältnis von innerer Strömungsgeschwindigkeit zu Austrittsgeschwindigkeit erreicht, wobei eine gewisse Stauwirkung am Rohrende dem Luftaustritt aus den letzten Löchern zu Hilfe kommt, oder durch Erweiterung der Lochquerschnitte nach den Enden zu oder durch beide Massnahmen. Die absoluten Lochdurchmesser werden erfindungsgemäss auf Grund experimenteller Erfahrungen zu etwa 6 mm gewählt ; hiebei ist ein Eindringen grösserer Kohlestücke in das Lochmundstück noch nicht zu befürchten und kleinere etwa eindringende Stücke werden sofort verbrannt und ausgeblasen.
Soweit grössere Lochquerschnitte an den Enden benötigt werden, bleibt vorzugsweise die Abmessung von etwa 6 mm in der Querrichtung des Mundstückes erhalten und der grössere Austrittsquerschnitt wird durch grössere Ausdehnung der Löcher in der Längsrichtung des Mundstückes erzielt.
Die Anordnung der Löcher kann entweder zweiseitig sein wie in Fig. l oder einseitig wie in Fig. 2.
In beiden Fällen sind die Austrittsöffnungen vorzugsweise schräg nach oben gerichtet, da seitlich oder unterhalb des Lochmundstückes eher Hohlräume in der Packung des Brenngutes um das Lochmundstück zu erwarten sind als oberhalb. Bei zweiseitiger Lochanordnung werden die beiden Lochreihen vorzugsweise gegeneinander versetzt, um die Zündstellen gleichmässiger zu verteilen.
Zur Vermeidung einer plastischen Deformation des in das Brenngut einzuführenden und im Gebrauch auf helle Rotglut kommenden Teiles des Lochmundstückes wird ferner dieser Teil mit einer Versteifung vorzugsweise in Form einer auf der Unterseite angebrachten Rippe versehen, wofür in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel im Querschnitt dargestellt ist.
Bezüglich des Verhältnisses von Lochmundstück und Heizkörperquerschnitt wird eine Dimensionierung bevorzugt, bei der der Heizkörperquerschnitt den des Lochmundstückes übertrifft. Dadurch wird erreicht, dass die Luft durch den Heizkörper verhältnismässig langsam hindurchströmt, so dass trotz der vielfachen Unterteilung des Heizkörpers nur geringe Überdrucke und zugleich ein vorzüglicher Wärmeaustausch gewährleistet sind, wogegen die Luft dann des weiteren das Lochmundstück mit einer so grossen Geschwindigkeit und demnach so geringem Wärmeverlust durchströmt, wie zur Vermeidung turbulenter Strömung es eben noch möglich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ortsbeweglicher elektrischer Feueranzünder für festen Brennstoff, bei dem der Heizkörper mit mehreren parallel geschalteten, die elektrischen Heizwiderstände enthaltenden Kanälen versehen ist, durch die ein hindurchgeführter Luftstrom auf eine über den Flammpunkt des zu zündenden Brennstoffes liegende Temperatur erhitzt und zum Brennstoff geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugte Heissluft durch eine Röhrenleitung mit verteilten Öffnungen (Lochmundstück) unmittelbar in das Innere des zu entflammenden Brenngutes hineingeleitet wird.
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Mobile electric firelighter.
For igniting solid fuel in furnaces, electric heating elements are known which are provided with several parallel-connected channels containing the electric heating resistors, through which a flow of air passed through to one above the flash point of the to be ignited
Fuel lying temperature is heated and directed to the fuel.
The invention relates to the design and arrangement of the parts of the hot air line which are to be introduced into the combustion chamber and which are provided with openings for forwarding and distributing the hot air into the fuel. While in the known hand-held devices of this type, the air is conducted in a free flow onto the material to be fired, whereby the entire amount of hot air present at the full temperature generated in the device comes into effect for the ignition, according to the invention the hot air flow is through refractory pipes over greater distances guided into the material to be fired, flowing through individual holes that are relatively far apart into the material to be fired, which are piled up around the tubes.
This makes it possible to ignite all the items to be fired on a grate at the same time from the inside out and thereby the heating process with one force and
To initiate speed that could not be achieved by blowing on from outside.
Compared to the known gas burners for igniting coals, in which the gas-air mixture is fed to the outlet openings in a cold state and is only ignited there, so that the heat generated immediately takes effect on the spot and losses during heat transport through the supply line are irrelevant play, the essential difference for the combustion process according to the invention is that the flame required to initiate the combustion process neither needs to be specially ignited nor can it go out.
These advantages of hot air as an ignition agent and reactant make it possible to embed the pipe mouthpiece of the hot air lighter from the outset completely and on all sides in the material to be fired and then to ignite it from the inside out afterwards. As a result of the complete embedding of the supply pipes in the fuel, which is preferably in small pieces, cheap and effective thermal insulation is ensured. This effect, which was initially little considered, even seems to enable the ignition devices to be effective in the first place.
In Fig. 1 and 2, two embodiments of the new to be introduced into the furnace, provided with openings parts of the hot air supply line are shown, which are hereinafter referred to as hole mouthpieces, while Fig. 3 shows a cross section of the hole mouthpiece with reinforcing rib.
The embodiment according to FIG. 1 is intended for large room stoves, as well as central heating boilers and similar furnaces with a fixed grate, whereas FIG. 2 shows an embodiment suitable for heating large furnaces with a traveling grate. The hole mouthpieces LM should be embedded into the firing material as far as possible up to the line G-G. The distance between the front end of the radiator H and the first exit hole (Fig. 1) and lo (Fig. 2) is kept as small as possible if the radiator itself is embedded in the coal and thus dangerous heating of this on the one hand , on the other hand, the first hole should not remain open. As a rule, the distance between H and the first hole will only be about 10 to 15 cm.
The length and shape of the mouthpiece is determined by the size of the combustion chamber to be ignited. According to the invention, the following must be observed for the cross section. Too large a cross-section would result in unnecessary external heat losses, too large a heat capacity and an infinite one
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Weight.
If the cross-sections are too small, another danger arises: not only can the overpressure required to blow the hot air become too high, which would result in an unwieldy and expensive fan, but this danger can also change from a critical Reynold to a critical Reynold due to the change from laminar to turbulent air movement 's number increased by leaps and bounds and at the same time the heat exchange with the wall due to the turbulent flow increased so that the heat energy carried by the hot air is no longer given off preferentially at the exit points, but along the entire pipe walls in an unsuitable form to the material to be fired. Therefore, according to the invention, the pipe diameter is preferably chosen everywhere in such a way that the risk of turbulent movement is just avoided with certainty under the operating conditions used.
The size of the exit holes is preferably selected so that their overall cross section is of a similar size to the entry cross section of the mouthpiece. The exit speed is then of a similar magnitude as the flow speed within the mouthpiece and there are no particular exit obstructions that burden the fan to be overcome. The distribution of the hole size is chosen in a further embodiment of the invention so that more air flows out of the last holes than from the previous ones; this counteracts the otherwise progressively increasing temperature drop towards the ends and achieves a high ignition effect even with the last holes.
The preference for the last holes is achieved either by a suitable ratio of internal flow velocity to exit velocity, with a certain damming effect at the end of the pipe helping the air to escape from the last holes, or by expanding the hole cross-sections towards the ends or by both measures. According to the invention, the absolute hole diameters are selected to be approximately 6 mm on the basis of experimental experience; In this case, penetration of larger pieces of coal into the mouthpiece is not yet to be feared and smaller pieces that may penetrate are immediately burned and blown out.
If larger hole cross-sections are required at the ends, the dimension of about 6 mm in the transverse direction of the mouthpiece is preferably retained and the larger exit cross-section is achieved by extending the holes larger in the longitudinal direction of the mouthpiece.
The arrangement of the holes can either be two-sided as in FIG. 1 or one-sided as in FIG. 2.
In both cases, the outlet openings are preferably directed obliquely upwards, since laterally or below the perforated mouthpiece, more cavities are to be expected in the packing of the fuel around the perforated mouthpiece than above. In the case of a two-sided arrangement of holes, the two rows of holes are preferably offset from one another in order to distribute the ignition points more evenly.
To avoid plastic deformation of the part of the mouthpiece to be inserted into the firing material and which becomes bright red heat in use, this part is also provided with a reinforcement, preferably in the form of a rib attached to the underside, for which an exemplary embodiment is shown in cross section in FIG.
With regard to the ratio of perforated mouthpiece and radiator cross section, a dimensioning is preferred in which the radiator cross section exceeds that of the perforated mouthpiece. This ensures that the air flows through the radiator relatively slowly, so that despite the multiple subdivisions of the radiator, only slight overpressures and, at the same time, an excellent heat exchange are guaranteed, whereas the air then passes through the mouthpiece at such a high speed and therefore so low Heat loss flows through, as is still possible to avoid turbulent flow.
PATENT CLAIMS:
1. Portable electric firelighter for solid fuel, in which the radiator is provided with several parallel-connected channels containing the electrical heating resistors, through which a flow of air passed through is heated to a temperature above the flash point of the fuel to be ignited and directed to the fuel characterized in that the hot air produced is fed through a pipe with distributed openings (hole mouthpiece) directly into the interior of the material to be ignited.