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Einrichtung zur Versorgung von Brennern mit flüssigem Brennstoff
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Versorgung von Brennern mit flüssigem Brennstoff, bei der die Brennerflamme eine Vorrichtung beheizt, die direkt ouer indirekt die Forderung bewirkt. Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines sowohl für stationäre als auch für fahrbare Heizungen brauchbaren Fördersystems, das unter Vermeidung der Nachteile der bisher bekannten Fördervorrichtungen bei geringer Wartung und minimalem Energieaufwand zuverlässig und sicher arbeitet.
In stationären Anlagen kleinerer Leistung wird zur Zeit meist ein Fördersystem verwendet, bei dem der Brennstoff entweder von einem oberhalb des Brenners angeordneten oder einem unter Druck stehenden Vorratsgefäss dem Brenner zugeführt wird. Man hat auch schon Brennstoffpumpen vorgeschlagen, bei denen die zum abwechselnden Ansaugen und Drücken der Flüssigkeit erforderlichen Druckschwankungen durch Verdampfen eines Teiles der Flüssigkeit und darauffolgende Kondensation erzeugt werden.
Die Verwendung eines über dem Brenner angeordneten Vorratsbehälters bedingt eine genau arbeitende Steuervorrichtung, z. B. ein Schwimmerventil, dessen Herstellung hohe Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit stellt und das daher verhältnismässig teuer und auch empfindlich ist. Dazu kommt, dass ein einfaches Schwimmerventil aus Sicherheitsgründen normalerweise nicht ausreicht und man gewöhn- lich ein sogenanntes Doppelschwimrmer-Ventil verwenden muss. Weiter ist ein derartiges Fördersystem meist sehr neigungs-und aucherschütterungsempfindlich. so dass es in vielen Fällen, wie beispielsweise für fahrbare Anlagen, von vornherein ausscheidet.
Fö'dersysteme mit unter Druck stehendem Flüssigkeitsbehälter sind normalerweise nur mit komplizierten Regelorganen auf konstante Förderleistung einzustellen und benötigen bei Verwendung von Press- luftflaschén viel Raum bzw. bei Druckerzeugung durch Anwärmen des Vorratsbehälters spezielle Sicher- heitsvorrichtungen.
Auch die bekannten thermischen Brennstoffpumpen arbeiten nicht zufriedenstellend, da sie infolge der Rückstandsbildungen im Verdampferraum nur bei ständiger Wartung einwandfrei arbeiten und selbst auch hier gelegentlich eine Unterbrechung des Pumpvorganges durch Eindringen von Luftblasen erfolgt, die den Ausfall des Brenners bewirkt.
Als weiteres bekanntes Fördersystem ist auch noch die Dochtförderung zu erwähnen, die ebenfalls einer ständigen Wartung bedarf und ausserdem stark von der Füllhöhe des Vorratsbehälters abhängig ist.
Zur Überwachung vonfördereinrichtupgen ist auch schon vorgeschlagen worden, die elektrische Leitfähigkeit der Flamme auszunützen.
Gemäss der Erfindung wird eine Einrichtung zur Versorgung von Brennern mit flüssigem Brennstoff vorgeschlagen, die aus einem von. der Brennerflamme beheizten Thermoelement bzw. einer Thermosäule besteht, welches bzw. welche über eine Antriebsvorrichtung die Förderpumpe für den Brennstoff antreibt.
Diese Einrichtung hat zunächst den Vorteil, dass man von der Lage des Brennstoffbehälters unabhängig ist.
Man kann also den Brennstoffvorratsbehälter nach Wunsch anordnen, was besonders bei in Fahrzeuge einzubauenden Heizanlagen wesentlich ist. Aber auch militärische Stellen verlangen häufig bei ihren Feuerungsanlagen, z. B. für Feldküchen und Zeltheizungen, dass der \ orratsbehälter am Boden angeordnet oder gar in den Boden eingegraben werden kann.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Einrichtung kommt hinzu, dass die danach gebauten För-
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dersysteme verhältnismässig erschütterungsunempfindlich sind und vor allem auch ohne ständige Wartung zuverlässig arbeiten.
Zur Erwärmung des Thermo-Elementes bzw. derThermosäule verwendet man vorzugsweise dieFlam- me des gespeisten Brenners. Hiedurch erhält man gleichzeitig eine Sicherheitsvorrichtung, weil bei Ausbleiben der Brennerflamme, z. B. durch Ausgehen der Zündung oder Erlöschen durch Wind u. dgl., die Brennstofförderung automatisch aussetzt und somit'ein Ausfliessen des Brennstoffvorrats verhindert wird.
Bei einer besonders einfachen Vorrichtung gemäss der Erfindung kann man beispielsweise mittels eines nach dem Prinzip der Mariotte'schen Flasche aufgebauten Vorratsbehälters einen konstanten Brennstoffspiegel unterhalb des Brenners oder unterhalb einer Schwelle der Brennstoffzuführungsleitung vorsehen und den Brennstoff mit der vom Thermo-Element bzw. von der Thermosäule erzeugten Energie um eine verhältnismässig kleine Höhe anheben. Die Fördervorrichtung, d. h., die die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelnde Vorrichtung sowie auch die Thermosäule selbst, wird hiedurch besonders einfach und demzufolge entsprechend billig. Je geringer die notwendige Förderhöhe, um so kleiner kann die Thermosäule und um so einfacher die eigentliche Fördervorrichtung gebaut werden.
Der erzeugte Thermostrom wird entsprechend einem weiteren Vorschlag beispielsweise in einem, nach Art des Wagner'schen Hammers aufgebauten Zerhacker in Impulse zerlegt. Die Förderung kann dann entweder durch die mechanischen Bewegungen des Zerhackers selbst oder durch eine mittels der Impulse an- getriebenen Vorrichtung bewirkt werden.
Da die Thermospannung eines Thermo-Elements bzw. einer Thermosäule verhältnismässig klein ist, wird ferner vorgeschlagen, den Widerstand des Stromkreises der Thermosäule bzw. des Thermo-Elements möglichst kleiner als 8 Ohm, vorzugsweise kleiner als 3 Ohm, zu wählen, damit ein ausreichend hoher
Strom zur Verfügung steht. Das an Hand des Ohm'schen Gesetzes leicht nachzurechnende Beispiel einer in in einem Stromkreis von 0,5 Ohm liegenden Thermosäule von 0, 7 Volt Spannung zeigt, dass bei entspre- chender Widerstandswahl ganz beachtliche Ströme, im Beispiel 1, 4 Amp., fliessen können.
Durch die Möglichkeit eine- Änderung des Widerstandes ergibt-sich eine besonders einfache Form der
Brennstoffregelung, bei der ein spezielles Regelventil fortfallen kann.
Selbstverständlich kann man die Förderenergie auch noch auf andere Weise regeln, z. B. durch kurz- schliessen einzelner Thermo-Elemente der Thermosäule oder durch Bewegung der Thermosäule bzw. des
Thermo-Elementes von wärmeren nach kälteren Stellen bzw. umgekehrt.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise eine erfindungsgemässsEinrichtung und zwar in Fig. l einen Heiz- ofen mit Druckverdampferbrenner und Brennstoff-Fördersystem, Fig. 2 eine Ausführungsform des Antriebs- mittels der Brennstoifordcrvornchtung im bchnitt und in Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Pumpen- antriebes, ebenfalls im Schnitt.
In Fig. 1 steht der zylindrische Heizkörper 1 mit seinen Füssen 2 auf einem rechteckigenFlüssigkeits- vorratsbehälter 3 und ist innerhalb eines Rahmens 4 angeordnet. Um eine zu starke Wärmeübertragung auf den Vorratsbehälter 3 zu verhindern, ist ein Strahlenblech 5 vorgesehen, das den Hauptteil der vom Heiz- körper 1 abgegebenen Wärme abhält.
Der Brennstoff wird aus dem Vorratsbehälter 3 über die Ansaugleitung 6 durch die Fördervorrichtung
7 angesaugt und über die Druckleitung 8 zu dem Zwischengefäss 9 gepumpt, das durch die Entlüftungslei- tung 10 in das Abgasrohr 11 entlüftet ist. Über die Zulaufleitung 12 gelangt der Brennstoff dann weiter in den zylindrischen Verdampfer 13 und wird von hier aus der Düse 14 durch die Leitung 15 zugeführt. Die
Düse sprüht den Brennstoff in den Flammenhalter 16, wo er verbrennt, und dabei den Verdampfer 13 er- wärmt, so dass in diesem durch den verdampfenden Brennstoff der nötige Düsendruck erzeugt wird, der ungefähr der Flüssigkeitssäule in der Zulaufleitung 12 entspricht. Ausserdem wird innerqalbodes Flam- menhalters 16 der bei 17 angedeutete thermo-elektrische.
Generator erwärmt, der über die in der Isola- tionshülle 18 geführten elektrischen Zuleitungen die Antriebsenergie für die Fördervorrichtung 7 liefert.
Durch verschieden weites Einschieben des thermo-elektrischen Generators 17 in den Innenraum des Flam- menhalters 16 kann die Temperatur des Generators und damit gleichzeitig dessen Spannung und Strom auf einfachste Weise. geregelt werden. Man kann selbstverständlich den Strom und damit die Förderleitungen der Fördervorrichtung 7 auch durch einen veränderlichen Widerstand regeln, der in den Stromkreis des thermo-elektrischen Generators geschaltet wird.
Der dem Zwischengefäss 9 zugeführte überschüssige Brennstoff fliesst durch die Rücklaufleitung 19 wieder in den Vorratsbehälter 3 zurück0
Bei Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung zur Brennstoffversorgung von Topfbrennern muss der Brennstoff, im Gegensatz zu dem dargestellten Beispiel mit Druckverdampferbrenner, nur wenige Zen- timeter hoch, nämlich bis etwas über den Topfbrennerboden, gefördert werden. Auch hier ist die Anbrin-
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gung eines Zwischengefässes von besonderem Vorteil, da hindurch der im Überschuss geförderte Brennstoff kalt in den Brennstoifvorratsbehälter zurückgeführt werden kann, während er im Falle einer an den Brennertopf angeschlossenen Rücklaufleitung stark erwärmt in den Tank zurückgelangen würde.
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die in Fig. 1 als geschlossener Block dargestellte Fördervorrichtung 7. Die in der Isolationshülle 18 in das Gehäuse 20 geführten elektrischen Leitungen 21 und 22 sind über der Erregerspule 23 eines U-förmigen Magneten 24 miteinander verbunden, wenn die Kontakte 25 und 26 aufeinander liegen. In diesem Falle zieht der Magnet 24 die Jochplatte 27 an, wodurch, wie die Zeichnung zeigt, die Kontaktverbindung unterbrochen wird. Durch die auf Zug beanspruchten Federn 28 und 29 wird anschliessend die Jochplatte 27 wieder zurückgezogen, da der Magnet 24, infolge fehlender Erregung, die Jochplatte 27 nicht mehr anzieht. Die Kontakte 21) und 26 kommen hiebei wieder aufeinander zu liegen, wodurch sich der ganze Vorgang wiederholt.
Die auf diese Art bewegte Jochplatte 27. betätigt über den mit ihr fest verbundenen Bolzen 30 eine Membrane 31. Infolge der Membranbewegung wird durch die Leitung 32 Brennstoff in die Brennkammer 33 gesaugt und über ein Rückschlagventil 34 in die an den Stutzen 35 anschliessende, nicht dargestellte, Druckleitung gefördert.
Das in Fig. 3 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel für die in Fig. 1 gezeigte Fördervorrichtung 7 zeigt einen in dem Gehäuse 36 untergebrachten Elektromotor 37, der über die Antriebswelle 38 eine Brenstoffpumpe 39 antreibt. Die in der Isolierhülle 18 in das Gehäuse 36 geführten elektrischen Leitungen 40 und 41 liegen an den Motoranschlussklemmen 42 und 43. Der Brennstoff wird von der Pumpe 39 durch die Saugleitung 44 angesaugt und in die ar die Anschlussmuffe 45 anschliessende. nicht dargestellte. Drucklei- tung gefördert.
Selbstverständlich Ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern- kann durch Kombination der verschiedensten thermo-elektrischen Generatoren, Brenner und BrennstoffFördervorrichtungen verwirklicht werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Versorgung von Brennern mit flüssigem Brennstoff, bei der die Brennerflamme eine Vorrichtung beheizt, die direkt oder indirekt die Förderung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung aus einem von der Brennerflamme beheizten Thermoelement bzw. einer Thermosäule besteht, welches bzw. welche über eine Antriebsvorrichtung die Förderpumpe für den Brennstoff antreibt.