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Brenneranlage für pulsierende Verbrennung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Brenneranlage für pulsierende Verbrennung mit mindestens einer Brennkammer,
die an der Auslaßseite mit einem Schwingrohr und an der Eingangsseite mit einem
Mischraum in offener Verbindung steht, welch letzterem sowohl Brennstoff als auch
Verbrennungsluft über Rückschlagventile zugeführt werden, wobei in die Brennstoff-Zufuhrleitung
ein Schalldämpfraum eingefügt und die dem Einlaß des Mischraumes zugekehrte Wand
des Schalldämpfraumes als Ventilsitz für das Brennstoff-Einlaßventil ausgebildet
ist.
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Brenneranlagen für pulsierende Verbrennung sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Ebenso ist die Verwendung von unterschiedlichen Medien als Brennstoff bekannt,
an welchen die Brenneranlage für pulsierende Verbrennung angepaßt sein muß, um eine
optimale Wirkung zu ergeben. Bei Verwendung von unterschiedlichen Brennstoffen kann
die Brenneranlage für pulsierende Verbrennung so ausgebildet werden, daß an der
Ansaugseite des Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisches eine dynamische oder ventillose
Verdämmung erreicht wird, welche beim Verbrennungsvorgang, der unter Druck stattfindet,
ein Rückströmen des Brennstoff-Luft-Gemisches oder von Verbrennungsprodukten in
die Brennstoff-Zufuhrleitung verhindert. Die Möglichkeit für eine dy-
namische
Verdämmung ist jedoch nicht bei allen Brennstoffen gegeben, so daß in diesen Fällen
eine mechanische Verdämmung gewählt werden muß. Zu diesem Zweck sind Rückschlagventile
bekannt, welche jeweils eines der Medien des Brennstoff-Verbrennungsluft-Gemisches
mechanisch verdämmen können. Deshalb ist die Anordnung von zwei Rückschlagventilen
nicht zu umgehen, welche einen verhältnismäßig, großen Raumbedarf beanspruchen.
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Es sind Ausführunasformen von Brenneranlagen für pulsierende Verbrennung
bekannt, bei denen Mischkammer und Brennkammer als Baueinheit ausgebildet sind,
welche durch eine Flammensperre unterteilt ist und wobei innerhalb der Mischkammer
an der Begrenzungswand zu einem vorgeschalteten Schalldämpfraum in der Brennstoff-Zufuhrleitung
beide Rückschlagventile angeordnet sind. Abgesehen vom Raumbedarf sind die Ventile
durch ihre Unterbringung, in unmittelbarer Nachbarschaft der Brennkammer einem schnellen
Verschleiß unterworfen. Dabei spielt auch die schlechte Zugänglichkeit zu den Ventilen
eine Rolle, wenn verschlissene Ventilteile ausgewechselt werden müssen. Zu diesem
Zweck ist zumindest der Abbau der Gaszuleitung erforderlich, um den die Baueinheit
abschließenden Deckel abnehmen zu können, an welchem die Rückschlaaven-C tile angebracht
sind. Ein übermäßiger Raumbedarf sowie ungünstige Austauschmöglichkeit von Einzelteilen
ist aber bei einer Brenneranlage für pulsierende Verbrennung unerwünscht. Das trifft
insbesondere für Haushaltgeräte zu, bei welchen eine möglichst geringe Größe als
vorteilhaft angesehen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Brenneranlage für pulsierende
Verbrennung mit einer Schalldämpfungseinrichtung in der Brennstoffzufuhr und bei
Verwendung insbesondere von reaktionsträgen Brennstoffen, die eine mechanische Verdämmung
erfordern, eine Konstruktion zu schaffen, welche bei möglichst geringem Platzbedarf
einen einfachen Austausch der Verschleißteile zuläßt.
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Diese Aufgabe wird an einer Brenneranlage der eingangs erwähnten Art
gemäß Erfindung dadurch verwirklicht, daß der Schalldämpfraum in der Brennstoff-Zufuhrleitung
den halsförmigen Mischraum konzentrisch als Ringraum umgibt.
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Durch diese Anordnung des Schalldämpfraumes um den halsförmigen Mischraum
herum können die Ventile für Gas und Luft an der freien Stirnseite des Schalldämpfraumes
und des Mischraumes angeordnet werden, so daß eine leichte Zugänglichkeit zu den
Ventilen und überwachung bzw. Auswechselbarkeit von Verschleißteilen gewährleistet
ist, ohne daß die Brennstoff-Zufuhrleitung oder andere Teile abgebaut werden müssen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist gemäß Erfindung' vorgesehen,
daß der Ventilsitz für das Brennstoff-Einlaßventil als zentrale Vertiefung des Bodens
einer Dose ausgebildet ist, deren Dosendeckel und/oder der kreisrinaförmi e Randbereich
des Dosenbodens den Ventilsitz für das bzw. die Lufteinlaßventile bilden.
Im
einzelnen ist gemäß Erfindung, ferner vorgesehen, daß der Dosenboden und der Dosendeckel
über ihre Flanschränder miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Flanschrändern
des Dosenbodens und des Dosendeckels die abgewinkelten Flanschränder von Ringscheiben
für die Begrenzung des Hubes der Ventilscheiben des am Dosendeckel angeordneten
Lufteinlaßventils und/oder des am kreisringförmigen Randbereich des Dosenbodens
zusätzlich angeordneten Lufteinlaßventils gehalten sind.
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Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß am Innenrand einer der
Hubbegrenzungs-Ringscheiben des Lufteinlaßventils schräg nach innen und nach dem
Dosenboden hin verlaufende federnde Stege angesetzt sind, durch welche eine Hubbegrenzungs-Ringscheibe
des Brennstoff-Einlaßventils in Stellung gehalten ist.
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Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß der Innenrand der Hubbegrenzungs-Ringscheibe
des Brennstoff-Einlaßventils mit einem rohrförmigen Ansatz verbunden ist, welcher
über eine nach innen verlaufende Abrundung bis mindestens an den Anfang des Mischhalses
sich erstreckt.
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Durch die Anordnung des Schalldämpfers konzentrisch um den Mischraum
ergibt sich der Vorteil, daß beim Betrieb der Brenneranlage der Brennstoff im Schalldämpfraum
vorgewärmt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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F i g. 1 ist ein Schnitt durch einen Teil einer Brenneranlage
für pulsierende Verbrennung mit dem den Verbrennungsraum bildenden Teil der Brennkammer
und einem dieser vorgeschalteten Mischraum, auf welchen ein erfindungsgemäß ausgebildetes
Doppelventil aufgesetzt ist; F i g. 2 stellt eine Symmetriehälfte des Doppelventils
gemäß F i g. 1 dar.
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Die in der Zeichnung zum Teil dargestellte Brenneranlage für pulsierende
Verbrennung besteht aus mindestens einer Brennkammer 10, welcher an der Auslaßseite
ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Schwingrohr und an der Eingangsseite ein
Mischraum 11 zugeordnet sind, welchem sowohl Brennstoff als auch Verbrennungsluft
zugeführt wird. Nach dem Vermischen dieser beiden Medien innerhalb des Mischraumes
11 findet in der Brennkammer 10 die Verbrennung statt.
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Koaxial zum Mischraum 11 ist an dessen Eingangsseite ein allgemein
mit 15 bezeichnetes, dosenförmiges Doppelventil sowohl für Brennstoff als
auch für Verbrennungsluft aufgesetzt. Das Doppelventil 15 besteht im wesentlichen
aus zwei Teilen, nämlich einem Dosenboden 16 und einem Dosendeckel
17. Der Dosenboden 16 ist dem Mischraum 11 zugewandt, während
der Dosendeckel 17 von diesem abgewandt ist. Der Dosenboden 16 des
Doppelventils 15 weist eine Anschlußöffnung 18 auf, deren lichte Weite
etwa mit der Anschlußöffnung in der Mischraumwandung übereinstimmt. Eine über die
Anschlußöffnung 18
radial nach außen vorstehende Ringfläche des Dosenbodens
16, welche eine zentrale Vertiefung desselben darstellt, ist als Ventilsitz
20 des Brennstoff-Einlaßventils ausgebildet, während eine am Dosendeckel
17
vorgesehene Ringfläche als Ventilsitz 30 des Lufteinlaßventils ausgebildet
ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsforrn ist eine gegenüber
dem Ventilsitz 20 des Brennstoff-Einlaßventils schul.-terartig radiat nach außen
abgewinkelt6 Rliigflächt des Dosenbodens 16 als zusätzlicher Ventilsitz 40
des Lufteinlaßventils ausgebildet. Jede der Ventilsitz-Ringflächen ist mit einer
Kranzreihe von Durchgangsöffnungen versehen, und zwar die Vetitiläitz-Ringfläche
20 für das Brennstoff-Einlaßventil mit Durdhgangsöffnungen 21, die Ventilsitz-Ringfläche
30 des Lufteinlaßventils mit Durchgangsöffnungen 31 und die Ventilsitz-Ringfläche
40 des Lufteinlaßventils mit Durchgangsöffnungen 41. Diese Durchgangsöffnungen 21,
31, 41 können sowohl durch kreisrunde Bohrungen als auch durch bogenförinige
Schlitze gebildet sein, welche sich kranzartig aneinanderreihen. Ferner ist jeder
der Ventilsitz-Ringflächen 20, 30 und 40 eine in geringem parallelem Abstand
angebrachte Hubbegrenzungs-Ringscheibe zugeordnet, und zwar dem Ventilsitz 20 die
Hubbegrenzungs-Ringschgibe 22, dem Ventilsitz 30 die Hubbegrenzungs-Ringscheibe
32 und dem Ventilsitz 40 die Hubbegrenzungs-Ringscheibe 42. Jede der Hubbegrenzungg#
Ringscheiben 22, 32 und 42 ist ebenfalls mit einer Kranzreihe von Durchgangsöffnungen
23 bzw. 33
bzw. 43 versehen, welche im allgemeinen in ihrer Anordnung
und ihrer Form den Durchgangsöffnun# gen 21 bzw. 31 bzw. 41 in den Ventilsitz-Ringflächen
20 bzw. 30 bzw. 40 entsprechen, jedoch nicht un# bedingt genau miteinander
fluchten müssen. In -dem jeweils zwischen einer Ventilsitz-Ringfläche und der zugehörigen
Hubbegrenzungs-Ringscheibe gebildeten Spaltraum ist eine elastisch verformbare und
peripher geführte Ventilringscheibe als Ventilverschlußkörper angeordnet. So ist
dem Ventilsitz 20 die Ventilringscheibe 24, dem Ventilsitz 30 die Ventilringscheibe
34 und dem Ventilsitz 40 die Ventilringscheibe 44 zugeordnet. Diese Ventilringscheiben
24 bzw. 34bzw. 44 sind so ausgebildet, daß von ihnen sowohl die Durchgangsöffnungen
21 bzw. 31 bzw. 41 an den Ventilsitz-Ringflächen 20 bzw. 30 bzw. 40
als auch die Durchgangsöffnungen 23 bzw. 33 bzw. 43 an den Hubbegrenzungs-Ringscheiben
22 bzw. 32 bzw. 42 überdeckt sind. Wenn die Ventilringscheiben 24 bzw. 34
bzw. 44 auf ihren entsprechenden Ventilsit7--Ri:agflächen 20 bzw. 30 bzw.
40 aufliegen, ergibt sich die Wirkung eines Rückschlagventils, welches das Aus#
treten eines Mediums aus dem Ventil nach außen Vera hindert. Umgekehrt ist bei Aufliegen
der Ventilringscheiben 24 bzw. 34 bzw. 44 auf ihren entsprechen4 den Hubbegrenzungs-Ringscheiben
22 bzw. 32 bzw. 42 der Eintritt von Brennstoff bzw. Verbrennungsluft in das
Innere des Doppelventils und damit in den Mischhals 11 der Brenneranlage
möglich. Der Dosenboden 16 und der Dosendeckel 17 des Doppelventils
15 sind mit je einem Flanschrand 50 bzw. 51 versehen
und an diesen Flanschrändern miteinander beispieW weise unter Zwischenlage eines
Dichtringes 52. durch einen geschlitzten Klemmring 53 verbunden, der
an sammengehalten ist. Die Verbindungsstelle zwischen den Flanschrändern
50 und -51 des Dosenbodens 16
und des Dosendeckels
17 dient zugleich auch zum Einspannen der Hubbegrenzungs-Ringscheiben
.32
und 42 des Lufteinlaßventils. Am Außenrand jedef Hubbegrenzungs-Ringscheibe
32 bzw. 42 ist je ein abgewinkelter Flanschrand 35 bzw. 45
gebildet, welche zwischen den Flanschrändern 50 und 51 am Dosenboden
16 und am Dosendeckel 17 gehalten sind. Weiterhin ist am Innenrand
einer der Hubbegrenzungs-Ringscheiben 32 oder 42 des Luftein. seinem Schlitzstoß
durch ein Klemmschloß 54 zulaßventils
eine Halterung für die Hubbegrenzungs-Ringscheibe
22 des Brennstoff-Einlaßventils gebildet. Vorzugsweise sind an der Hubbegrenzungs-Ringscheibe
42 zungenartig schräg nach innen und nach dem Dosenboden 16 hin verlaufende
federnde Stege 46 angesetzt, deren Ausladung so bemessen ist, daß die Hubbegrenzungs-Ringscheibe
22 des Brennstoff-Einlaßventils in ihrer vorherbestimmten Stellung# gehalten ist,
welch letztere durch Aufliegen eines von der Hubbegrenzungs-Ringscheibe 22 abgewinkelten
Randes 25 auf einer Schulter des Dosenbodens 16
festgelegt ist. Ferner
ist am Innenrand der Hubbegrenzungs-Ringscheibe 22 des Brennstoff-Einlaßventils
ein rohrförmiger Ansatz 26 angeformt, welcher über eine nach innen verlaufende
Abrundung bis mindestens an den Anfang des Mischraumes 11 sich erstreckt.
Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Vermischung des durch das Brennstoff-Einlaßventil
eintretenden Brennstoffes und der durch das Lufteinlaßventil eintretenden Verbrennungsluft
erst am Anfang des Mischraumes 11 beginnen kann, so daß eine etwaige Gemischentzündung
höchstens am äußeren Ende des Mischhalses 11 eintreten kann und nicht etwa
bereits innerhalb des Doppelventils 15
erfolgt. Die Verbrennungsluft tritt
aus der das Doppelventil 15 umgebenden Atmosphäre in das Innere des Ventils
ein, wenn die Ventilringscheiben eine entsprechende Lage eingenommen haben. Zur
Zufuhr des Brennstoffes ist ein am Außenumfang des Mischhalses 11 anliegender
und mindestens über einen Teil von dessen Länge sich erstreckender Ringraum
60 gebildet, welcher den Schalldämpfraum. in der Brennstoff-Zufuhrleitung
bildet. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Brennstoff-Zufuhrleitung ist mit
dem am Ringraum 60 vorgesehenen Mundstück 61 verbunden. Bei der in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsforin bildet das Doppelventil 15 mit
dem Ringraum 60 eine Baueinheit. Die Außenwandung 62 des Ringraumes
60 ist mit dem Dosenboden 16 derart verbunden, daß die Außenseite
der Ventilsitz-Ringfläche 20 des Brennstoff-Einlaßventils innerhalb des Ringraumes
60 befindlich ist. Die Anschlußöffnung 18 des Dosenbodens
16 ist mit einer Innenwandung 63 verbunden, welche zusammen mit der
Außenwandung 62 den Ringraum. 60 bildet. Auf die Mischraumwandung
ist ein Bund 65 aufgesetzt, welcher an einem Ende 66 mit Außengewinde
versehen ist und einen eingelassenen Dichtring 67 aufweist. Die Innenwandung
63 des mit dem Doppelventil 15 verbundenen Ringraumes 60
weist
ein entsprechendes Innengewinde auf, so daß über dieses Gewinde die Verbindung zwischen
dem mit dem Ringraum 60 zusammenhängenden Doppelventil 15 und der
Mischraumwandung hergestellt werden kann. Andererseits ist auf diese Weise ein sehr
leichtes Abnehmen des Doppelventils 15
möglich.