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Katalytisches Heizgerät
Die Erfindung bezieht sich auf ein katalytisches Heizgerät zur Speisung mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen, mit Anlassen durch Zündung des die Speisung des Gerätes im normalen Betrieb bewirkenden Gases an der Oberfläche des katalytischen Siebes, mit einer ein Abschlussventil steuernden thermostati- schen Sicherheitseinrichtung, mit einem unterhalb des Siebes angeordneten Gaseintrittsraum und einer Umgehungsleitung für die Anlasseinrichtung.
Die beträchtlichen Vorteile, welche die auf dem Prinzip der katalytischen Verbrennung der Kohlenwasserstoffe beruhenden Heizgeräte sowohl hinsichtlich des Wirkungsgrades als auch der Sicherheit gegen Brand- oder Vergiftungsgefahr bieten, sind bekannt. So haben insbesondere die die katalytische Verbren- nung von flüssigen Kohlenwasserstoffen benutzenden Heizgeräte einen bedeutenden Aufschwung sowohl auf dem Gebiet der Wohnungsheizung als auch für verschiedene Anwendungen, wie Vorwärmung von Kraftfahrzeugmotoren, Heizung von Treibhäusern, von Eisenbahnwagen usw., genommen.
Bei der Benutzung von unmittelbar den Verbrauchern in Gasform zur Verfügung gestellten Kohlenwasserstoffen, wie Butan, Propan, Naturgas oder ein beliebiges anderes katalysierbares Gas, für diese katalytische Verbrennung ist man jedoch stets auf eine bedeutende Schwierigkeit gestossen, nämlich die Notwendigkeit, diese Geräte mit einer anpassungsfähigen und wirksamen Sicherheitsvorrichtung zu versehen, welche die gesamte Gaszufuhr abstellt, wenn aus irgend einem Grunde die Bedingungen der katalytischen Verbrennung nicht mehr vorliegen, insbesondere wenn sich das katalytische Sieb auf einer Temperatur befindet, welche niedriger als die zur Ingangsetzung der katalytischen Reaktion erforderliche ist. Eine erste Teillösung dieser Aufgabe ist in der franz. Patentschrift Nr. 992. 224 beschrieben.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das ein zufriedenstellendes Arbeiten unter vollkommener Vermeidung jedweden Gefahrmomentes für den Benützer sowohl beim Aufhören der katalytischen Reaktion als auch beim raschen und geruchlosen Anlassen ermöglicht und gleichzeitig sehr bequem zu handhaben ist.
Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass in denGaseintrittsraumeinerseits eine oder mehrere, nur zur Zündung beim Anlassen dienende Zünddüsen und anderseits ein oder mehrere, zur Speisung im normalen Betrieb dienende Zufuhrrohre münden, die unabhängig von den Zünddüsen ausgebildet, auf dem Boden des Gaseintrittsraumes gelagert sind und als Trennwände dieses Raumes geringer Höhe das an der Unterseite des Siebes vorgesehene Gitter unterstützen, und dass die thermostatische Sicherheitsvorrichtung aussen und parallel zum Sieb oberhalb desselben in geringem Abstand von diesem angeordnet ist, während die ZUnddüsen an die Umgehungsleitung der Anlasseinrichtung angeschlossen sind, die vor dem thermostatisch gesteuerten Ventil der Sicherheitsvorrichtung in Verbindung mit der Speiseleitung steht,
wobei die Öffnung dieser Umgehungsleitung nur vorübergehend beim Anlassen erfolgt.
Auf diese Weise wird das durch die Betätigung des Starters den Anlassdüsen zugeführte Gas im Boden des Siebes entspannt und breitet sich schichtförmig aus, bevor es durch den Katalysator strömt, so dass es auf der gesamten Oberfläche des Siebes entzündet werden kann, was ein sehr schnelles Anlassen des Gerätes, etwa in einer Minute, ohne Geruchsentwicklung bewirkt, wobei die thermostatische Sicherheiteinrichtung die Speisung der Zufuhrrohre für den normalen Betrieb bewirkt, sobald das Sieb eine zur Herstellung der katalytischen Verbrennung ausreichende Temperatur erreicht hat.
Die Zahl, der Durchmesser und die Lage der Anlassdüsen sind so gewählt, dass man unter Berück-
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sichtigung der Dicke und der Oberfläche des Siebes eine richtige Zündung des Gases auf der Oberfläche desselben erhält. Die Anlassdilsen können unmittelbar in den Boden des Siebes münden oder das zum An- lassen dienende Gas über ein oder mehrere Rohre diffundieren, welche ebenfalls am Boden des kataly - tischen Siebes angeordnet sind. Ferner können die Zufuhrrohre für den normalen Betrieb mit einer oder mehreren kalibrierten Düsen zur Regelung der Leistung des Gerätes versehen sein.
Ausserdem kann das katalytische Sieb je nach dem angestrebten Zweck (Leistung, Richtung der gewünschten Strahlen usw.) verschiedene Formen, Abmessungen und Einstellungen haben, wobei die verschiedenen, für den Betrieb des Apparates erforderlichen Teile (Zünddüsen oder-rohre, Zufuhrrohre, Thermostat usw. ) dem Sieb entsprechend angepasst sind. In gewissen Fällen kann das Sieb auch unterteilt werden, um eine gute Ver- teilung des es durchströmenden Gases zu gewährleisten.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert. Fig. 1 zeigt eine längs der Linie 1-1 der Fig. 2 geschnittene Seitenansicht der Gesamtanordnung eines erfin - dungsgemässen Gerätes, Fig. 2 einen schematischen Grundriss, welcher die Anordnung des Rohres für den normalen Betrieb und die Lage der Anlassdüsen im Boden des Rahmens ersichtlich macht, Fig. 3 einen
Schnitt durch das thermostatische Sicherheitsventil und Fig. 4 die für die Handbetätigung ausgebildete
Anlasseinrichtung.
Das katalytische Sieb 1 ist in an sich bekannter Weise in einem Rahmen 2 angeordnet und wird durch ein Gitter 3 in geringer Höhe über dem dichten Boden 2a desselben gehalten. In diesem Zwischenraum sind einerseits eine Zufuhrrampe 4 für den normalen Betrieb und anderseits Anlassdüsen angeordnet, wel- che bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch zwei Düsen 5a und 5b gebildet werden, von denen die Düse 5a ein Rohr 11 speist, das mit eine gute Verteilung bewirkenden kalibrierten Öffnungen versehen ist.
Das Gas kommt bei 6 an und tritt in die Anlasseinrichtung 7 ein, die durch eine Leitung 8 mit einem
Hahn 9 und durch zwei Rohrleitungen ICa-lOb mit den Düsen 5a und 5b verbunden ist.
Eine Rohrleitung 12 verbindet den Hahn 9 mit einem Sicherheitsventil 13, welches durch einen über dem Sieb 1 und in grosser Nähe desselben angeordneten Thermostaten 14 gesteuert wird. Von dem Sicherheitsventil 13 geht eine weitere Rohrleitung 15 aus, welche zu dem Rohr 4 für den normalen Betrieb führt. Der Hahn 9 bildet einen Absperr- und Regelhahn. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist das Zufuhrrohr 4 zwei U-förmige Schenkel auf, welche mit kalibrierten Öffnungen für den Gasaustritt versehen sind, und das Rohr 11 der Anlassdüse 5a ist so geformt, dass eine gute Verteilung erreicht wird.
Der Thermostat 14 ist durch eine rechtwinkelige Lasche 17 an dem Rahmen 2 des Siebes befestigt.
Er liegt in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Siebes und bildet mit dem Sicherheitsventil ein Stück.
Diese durch das Ventil und den Thermostaten gebildete Anordnung besteht aus einem Körper 13 mit der Eingangsöffnung 18 und der Austrittsöffnung 19, welche mit den Rohrleitungen 12 bzw. 15 verbunden sind. Zwischen diesen Öffnungen liegt ein Sitz 20, gegen welchen sich ein Ventil 21 legt, welches am Ende einer langen Stange 22 aus einem Werkstoff mit einem sehr geringen Ausdehnungskoeffizienten sitzt. Diese das Ventil tragende Stange steht unter der Einwirkung einer Druckfeder 23, die das andere Ende der Stange dauernd gegen den Boden 24 eines Rohres 25 mit grossem Ausdehnungskoeffizienten drückt, in welchem die Stange 22 untergebracht ist. Dieses Rohr ist mit einem Endstück 26 fest verbunden, das in einen auf den Körper 13 aufgesetzten Stöpsel 27 eingeschraubt ist.
Dieses Endstück bildet ein Regelorgan und ist mit einer Gegenmutter 28 mit Dichtung 28a versehen. Auf diese Weise hält im Stillstand, wenn das katalytische Sieb kalt ist, das Rohr 25 mittels seines Bodens 24 und der Stange 22 das Ventil 21 gegen seinen Sitz gedrückt, so dass die Gaszufuhr vollständig abgesperrt ist.
Nach Massgabe des Anstieges der Temperatur des Siebes 1 dehnt sich jedoch das Rohr 25 aus und verlängert sich in der Pfeilrichtcng, was die Verstellung der Stange 22 in demselben Sinn unter der Druckwirkung der Feder 23 gestattet. Das Ventil hebt sich dann von seinem Sitz 20 ab und lässt das Gas durchtreten, welches so das Zufuhrrohr 4 speist.
Der Apparat ist so eingestellt, dass. wenn die Temperatur des Siebes aus irgend einem Grunde unter die Temperatur sinkt, bei welcher die katalytische Reaktion nicht mehr in Gang kommt, die gleichzeitige Längenabnahme des Rohres 25 das Ventil 21 in die Schliessungsstellung zurückführt.
Die im einzelnen auf Fig. 4 dargestellte Anlasseinrichtung 7 enthält ein Endstück 29, an welches das Gaszufuhrrohr 6 angeschlossen ist, sowie drei Austrittsöffnungen 30, 31a, 31b. Die Austrittsöffnung 30, welche den Hahn 9 durch die Rohrleitung 8 speist, steht in dauernder Verbindung mit der Eingangsöffnung 29. Die die Rohrleitungen lOa, lOb der Düsen 5a, 5b speisenden Öffnungen 31a und 31b liegen dagegen hinter einem Ventil 32, welches durch eine Druckfeder 34 auf einen Sitz 33 gedrückt wird. Der Schaft 35 dieses Ventils 32 tritt aus dem Gehäuse der Anlasseinrichtung, durch einen mit einer Dichtung 37
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versehenen Stöpsel 36 aus und kann von Hand in der Pfeilrichtung betätigt werden.
In abgestelltem Zustand kann, selbst wenn der Hahn 9 offen ist, das Gas weder zu der Zufuhrleitung 4 strömen, da das Sicherheitsventil 13 geschlossen ist, noch infolge der Schliessung des Ventils 32 zu den Düsen 5a-5b.
Zur Zündung braucht nur mit einer Hand ein Zug auf den Schaft 35 ausgeübt zu werden, wodurch das Ventil 32 geöffnet wird, was die Speisung der Düsen 5a und 5b gestattet, während mit der andern Hand ein Zündholz über das Sieb 1 gehalten wird, um das dieses durchströmende Gas zu entzünden.
Dieser Zug auf den Schaft 35 wird während etwa einer Minute aufrechterhalten. Nach dieser Zeit hat das Sieb eine solche Temperatur erreicht, dass der Thermostat das Sicherheitsventil 13 geöffnet hat, was die Speisung des Zufuhrrohres 4 für den normalen Betrieb ermöglicht. Der Schaft 35 kann dann losgelassen werden, und die Feder 34 bewirkt die Schliessung des Ventils 32, wodurch die Speisung der Anlassdüsen 5a- 5b abgestellt wird, die nach Erfüllung ihrer Aufgabe ausser Betrieb gesetzt werden. Die Flammen erlöschen, nachdem die katalytische Reaktion eingeleitet wurde.