DE2029126A1 - Zündsystem fur Petroleumbrenner - Google Patents

Description

DIPL..ING. H. LEINWEBER dipl.-ing. H. ZIMMERMANN

F70 253G ⁸

Tei.-Adr. Mnpat MOndim

den 12. Juni 1970

Z/We/Wy/C

MANSEI KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Saitama-ken, Japan

Zündsystem für Petroleumbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem für Petroleumbrenner, bei dem ein bei einer elektrischen Entladung entstehender Momentanfunken als Zündquelle dient.

Bei einer Art von Petroleumbrennern verbrennt das Petroleum mit Hilfe eines Faserdochtes und bei einer anderen Art wird unmittelbar zerstäubtes Petroleum ohne Zuhilfenahme eines derartigen Hilfsmittels verbrannt. Das erstere Verfahren wird sehr viel in allen möglichen Geräten, wie den sogenannten Kerosinöfen oder Petroleumkochplatten angewandt, während letzteres hauptsächlich für industrielle Brenner dient. Da die Petroleumbrenner im Vergleich zu elektrischen Heizgeräten nur schwierig

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zum Brennen gebracht werden können, ist es dabei von grundlegender Wichtigkeit, diese mühelos und einwandfrei zünden ' zu können. ^:

Es ist bekannt, zum Zünden der zu verbrennenden

Materialien, also entweder eines den Brennstoff ansaugenden ; Faserdochtes oder von zerstäubtem Petroleum einen elektri- |

sehen Heizdraht zu verwenden. So ist beispielsweise ein ! Heizwiderstandsdraht in die zu verbrennenden Materialien (nachstehend als zu zündender Gegenstand bezeichnet) ein- { gebracht oder in deren Nähe vorgesehen und mit einem Strom- ι anschluß verbunden. Dies ist zweifellos eine einfache An- j Ordnung und ein zur Rotgluht gebrachter Draht wird - solange¹ er intakt ist - das zu verbrennende Material immer einwand- ₍ frei zünden. Da der Draht jedoch während des gesamten Bren- , nerbetriebs hohen Temperaturen ausgesetzt ist, hat dieses ! Verfahren zwangsläufig den Nachteil, daß Pannen oft auftreteji Darüberhinaus sollte der Heizwiderstandsdraht nicht von au- ι ßerhalb der Vorrichtung angeordneten Stromquellen gespeist werden, insbesondere im Fall von Haushaltsbrennern, so daß also eine Batterie notwendig ist, die immer wieder ersetzt werden muß.

Weiter ist ein Zündsystem bekannt, das durch einen oder mehrere Zündfunken in Betrieb gesetzt wird, die bei einer elektrischen Entladung entstehen. Das System enthält anstelle des Heizwiderstandsdrahtes ein Paar Entladeelektroden. Der an den Elektroden gebildete Momentanfunken reicht jedoch nicht aus, um das zu zündende Material, wie z.B. einen Faserdocht, wirklich zum Brennen zu bringen, so daß ein derartiges Gerät gewöhnlich einen durch den Funken zünd-

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baren Zündstift aufweisen muß. Zwar findet die Entladung fast augenblicklich statt, jedoch weist das System noch immer den Nachteil auf, daß die Batterie immer wieder ' aufgeladen werden muß. Was noch wichtiger ist, das Pe- ; tr oleum-- eine Kohlenwasserstoffverbindung,-, die orga^ j nisehe Säuren, Schwefel und Stickstoffverbindungen enthält, weist keine so hohe Flammbarkeit auf, daß es auch dann gezündet wird, wenn es nicht in der Atmosphäre zer- \ stäubt wird. Es bleibt daher noch immer das Problem, eine

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einwandfreie Zündung sicherzustellen. Wird der Zündvorgang j aufgrund einer oder mehrerer Fehlzündungen wiederholt j oder tritt zwischen dem Zerstäubungsbeginn und der Zündung eine Verzögerung auf, dann ist die Gefahr gegeben, daß der während dieser Zeitspanne abgegebene zerstäubte Brennstoff einen explosionsartigen Verbrennungsvorgang verursacht. Um den zerstäubten Brennstoff mit einem Momentanzündfunken zünden zu können, muß der Entladungszeitpunkt genau festgelegt und auf die Strömungsgeschwindigkeit des "Strahls, den Diffusionsbereich des Brennstoffs, sowie auf das Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft abgestimmt sein. Bei dem bekannten Zündsystem ist nämlich keine Entladung zum optimalen Zeitpunkt der Brennstoffzündung gegeben, weil das Zeitverhältnis zwischen der Brennstoffzerstäubung und der Entladung nicht steuerbar ist.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein Zündsystem' für Petroleumbrenner zu schaffen, bei dem diese Nachteile beseitigt sind.

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Das erfindungsgemäße Zündsystem für Petroleumbrenner zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein zündbarer Brennstoff in Sichtung auf einen zu zündenden Gegenstand zerstäubt und durch eine Entladevorrichtung gezündet wird, die in Abhängigkeit vom ZerstäubungsVorgang zum optimalen ZündungsZeitpunkt während des Zerstäubungsvorgangs einen Momentanfunken erzeugt und die Verbrennung des zu zündenden Gegenstands so lange aufrecht erhält, bis dieser völlig gezündet hat.

Das Zündsystem gemäß der Erfindung hat einen ein« fachen Aufbau. Es ist leicht zu handhaben und es ist darin als Zündquelle ein EntladungsZündfunken verwendet, ohne daß eine außerhalb der Vorrichtung angeordnete Stromquelle oder Batterie notwendig ist.

Das erfindungsgemäße Zündsystem enthält eine me cha- '■ nische Druckluftpumpe, eine mit der Pumpe zusammenwirkende ! Zünddüse zum Fördern und Zerstäuben eines zündbaren Brenn- ; stoffs zu einem den Förderbetrieb der Pumpe einleitenden, ! zu zündenden Gegenstand, ein Paar Entladeelektroden, die j vor dejrvZünddüse angeordnet sind und den daraus austretenden zerstäubten ^ö ^

/Brennstoff zünden, einen mit den Entladeelektroden elektrisch verbundenen piezoelektrischen Wandler, und eine Vorrichtung, die auf eine Arbeitsstellung der Pumpe während deren Förderbetrieb anspricht und mechanische Energie zum Beaufschlagen des piezoelektrischen Wandlers in Form eines Stoßes erzeugt.

Auf diese Weise spricht gemäß der Erfindung die den Aufprall erzeugende Vorrichtung während des Zerstäubungsarbeitsgangs der Zünddüse auf die Arbeitsstellung der Pumpe

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an, bei der der Zündbrennstoff die optimale Zündvoraussetzung zum Betätigen des piezoelektrischen Wandlers und somit zum Erzeugen elektrischer Energie hohen Potentials hat, das an das Elektrodenpaar angelegt wird, so daß dort eine Entladung stattfindet und ein Momentanfunke zum einwandfreien Zünden des Brennstoffs entsteht.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Zündsystems für einen Petroleumbrenner,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm für den Zerstäubungsvorgang

von zündbarem Brennstoff ·an der Zünddüse gemäß ng. 3,

Fig. 3 teilweise aufgeschnitten, einen schematischen

Schnitt durch das Zündsystem gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt durch das Durchflußregulierrohr gemäß Fig. 3 in Arbeitsstellung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der im zerstäubten Brennstoff enthaltenen Luftmenge zum Veranschaulichen der Kennlinie des Durchflußregulierrohres,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Druckluftpumpe,

Fig. 7 teilweise im Schnitt, einen Aufriß einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls,

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Fig. 8 schematisch einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform des Zündsystems τοη Fig. 3 und

Fig. 9 schematisch einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Zündsystems entsprechend dem nach Fig. 8 mit der Ausnahme, daß ein axial beweglicher Betätigungshebel vorgesehen ist.

Fig. 1 zeigt ein Zündsystem für Petroleumbrenner gemäß der Erfindung. Dabei geben die unterschiedlich gezeichneten Linien verschiedene Systeme an, und zwar die gestrichelte Linie das Brennstoffsystem, die strichpunktierte Linie das elektrische, die einfache, durchgezogene Linie das pneumatische und die doppelte, durchgezogene Linie das mechanische System. Wie aus der Figur hervorgeht, enthält das System einen zu zündenden Gegenstand 1, in dessen Richtung aus einer Zünddüse 2, wie durch den Pfeil angezeigt, Brenn-

stoff aufgestäubt wird. Die Zünddüse 2 ist mit einer Druck- ^; luftpumpe 3 verbunden; sie saugt beim Druckhub der Pumpe 3 den zündbaren Brennstoff ein und zerstäubt ihn in der Luft. ■■ Der zündbare Brennstoff kann aus Kerosin bestehen, wie der Hauptbrennstoff; der im Brennstoffhehälter 4 enthaltene Brennstoff wird deshalb vorzugsweise für beide Zwecke ver- ^: wendet. Die Druckluftpumpe 3 ist eine hin- und hergehende | Pumpe, die entweder mit einem Blasebalg oder mit einem I Kolben arbeitet. Die Pumpe ist von einem geeigneten Antrieb j 5 angetrieben, der in Abhängigkeit vom Typ der Pumpe gewählt f 1st. Da es sich bei der Druckluftpumpe 3 um eine hin- und hergehende Pumpe handelt, zerstäubt die Zünddüse 2 den zündbaren Brennstoff bei jedem Druckhub der Pumpe 3, Ein Druckhub der Pumpe 3 entspricht also einem Zerstäubungsarbeitsgang. Die

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optimale ZündungsVoraussetzung während eines einzigen Zerstäubungsarbeitsgangs entspricht also einer bestimmten Betriebsstellung der Pumpe während ihres Druckhubs.

Vor der Auslaßöffnung der Zünddüse 2 ist ein Paar Entladungselektroden 6 derart angeordnet, daß der aus der· Düse ausströmende zündbare Brennstoff durch den luftspalt zwischen den Elektroden hindurchströmen kann. Die Elektroden! sind mit einem piezoelektrischen Wandler 7 elektrisch verbunden. Wenn der piezoelektrische Wandler elektrische Energie erzeugt hat, wird am Entladungsspalt ein Funken gezündet, der den durch die Zünddüse 2 in Sichtung auf den zu zündenden Gegenstand 1 zerstäubten Brennstoff zündet. Der Funken bleibt natürlich als Zündungsquelle so lange unwirksam, bis der zündbare Brennstoff zerstäubt wird und gemäß der Erfindung ist der Zeitpunkt dieser Entladung in Abhängigkeit von der optimalen Zündungs Voraussetzung des zündbareji Brennstoffs währenddes Zerstäubungsarbeitsgangs gesteuert, wie in der nachstehenden Beschreibung noch eingehend erläutert wird. Bekanntlich ist die von einem piezoelektrischen Wandler erzeugte elektrische Energie proportional zu der ihn beaufschlagenden Kraft und somit kann durch Beaufschlagen mit einer hohen mechanischen Energie eine hohe Spannung abgeleitet werden. Für die Quelle ist Energie ziemlich hoher Spannung nötig, die zum Induzieren eines Funkens am Entladungsspalt dient und folglich ist der piezoelektrische Wandler 7 einer Vorrichtung 8 zum Erzeugen eines Aufpralls zugeordnet. Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung 8 mit der Pumpe 3 derart=, verbunden, daß diese gemeinsam durch den Antrieb 5 angetrieben und von diesem in Abhängigkeit von einer bestimmten Betriebsstellung der Pumpe während ihres Druckhubs gesteuert werden. Die ..Vorrichtung 8 spricht also auf eine bestimmte

Arbeitsstellung während ihres Druckhubs an, und zwar auf diejenige, die der optimalen Zündungsvoraussetzung des zündbaren Brennstoffs beim Zerstäuben entspricht und beaufschlagt den piezoelektrischen Wandler 7 gerade in diesem Moment. Dadurch wird am Entladespalt des Elektrodenpaares 6 ein Funken erzeugt, durch den der durch den Spalt hindurchströmende zündbare Brennstoff mit Sicherheit gezündet wird.

Fig. 2 zeigt ein Zeitdiagramm für das Zerstäubungsverfahren des zündbaren Brennstoffs bei dem Zündsystem gemäß der Erfindung. Die Aufteilung der Zeitabschnitte entspricht jedoch nicht genau der Wirklichkeit. Der Pfeil gibt den Zeitverlauf an und die Länge der einzelnen Blöcke stellt die erforderliche Länge der Zeit dar. Punkt A gibt die Stellung zum Zeitpunkt des Beginns des Druckhubs der Luftdruckpumpe an, Punkt B den Beginn der Zerstäubung des zündbaren Brennstoffs, Punkt C die Entladung, d.h. die Zündung des Brenn- i stoffs, Punkt D die Zündung des zu zündenden Gegenstands, und Punkt E das Ende des Druckhubs der Luftdruckpumpe, also das Ende der Zerstäubung des zündbaren Brennstoffes. Wie aus '

der Zeichnung ersichtlich, wird während des Zeitraums zwischen den Punkten A und B kein zündbarer Brennstoff zerstäubt, * sondern nur die Luft ausgestoßen. Dies stellt den Zeitraum I dar, den der zündbare Brennstoff braucht, um vom Brennstoff- : tank zur Düse zu gelangen, wobei während dieser Zeit keine Zündung möglich ist. Während des folgenden Zeitraums von Punkt B bis Punkt E wird der zündbare Brennstoff zusammen mit der komprimierten Luft ausgestoßen und somit .kann die Zündung in dieser Stufe stattfinden. In den Stellungen zu

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den nahe dem Punkt B liegenden Zeiten ist der zündbare Brennstoff jedoch von einem Überschuß an Umgebungsluft umgeben, was die Zündfähigkeit beeinträchtigt. Die Zündung findet findet vorteilhafterweise an Punkt C statt, der um eine geeignete Zeitspanne dem Punkt B nachgeschaltet ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der zu zündende Gegenstand einem Faserdocht entspricht, weil letzterer zu diesem Zeitpunkt mit zündbarem Brennstoff getränkt wird und brennbar ist. Mit anderen Worten, der Punkt C ! stellt die optimale Zündvoraussetzung für den zündbaren Brennstoff dar. Im Anschluß an die Zündung im Punkt C dauert die Verbrennung bl3 zum Punkt E an und zwischenzeitlich ! fängt der zu zündende Gegenstand an Punkt D an zu brennen. So wird im Zwischenraum zwischen Punkt D/der zu zündende ' Gegenstand zusammen mit dem zündbaren Brennstoff verbrannt, ■; so daß eine einwandfreie Zündung des zu zündenden Gegenstands gewährleistet ist. ^;

Fig. 3 zeigt ein Zündsystem gemäß der Erfindung, | das bei einem Kerosinbrenner mit einem Faserdocht angewandt ■'

ist. In der Darstellung ist ein Teil des Zündsystems zwecks j vereinfachter Darstellung vom Körper des Kerosinbrenners j entfernt; in der Praxis ist es vorzugsweise im Innern des | Körpers angeordnet.

Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Kerosinbrennern bekannt; bei dem dargestellten Typ wird der Docht angehoben und abgesenkt. In Fig. 3 ist ein Brennstofftank 11 zur Aufnahme von Kerosin dargestellt. Der Brennstofftank 11 hat an seiner oberen Wand eine äußere Dochthülse 12 und

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an seiner unteren Wand eine innere Dochthülse 13. Die Hülsen 12 und 13 erstrecken sich vom Tank 11 aus konzentrisch nach oben und haben an ihren oberen Enden Flansche 12a bzw. 13a, die eine Brennereinheit 14 tragen. Die Brennereinheit 14 ist ebenfalls konzentrisch angeordnet und enthält einen inneren Zylinder 16, einen äußeren Zylinder 17, sowie eine die Zylinder umgebende Verkleidung T8, die durch eine Verbindungsstange 15 miteinander verbunden sind_e Die Brennereinheit 14 trägt an ihrem Oberteil ein wärmeabstrahlendes Gitter 19, Zwischen der inneren und der äußeren Dochthülse 12 und 13 befindet sich ein Faserdocht 20, der durch eine (nicht dargestellte) Dochthalteeinheit festgehalten ist, von der nur ein Haltering 21 dargestellt ist. Der untere Teil des Faserdochtes 20 taucht in das im Brennstofftank 11 enthaltene Kerosin ein und wird durch das Ansaugen von Brennstoff brennbar. Normalerweise ragt das obere Ende des Faserd)chtes 20 durch den Raum zwischen der inneren und der äußeren Hülse 12 und 13 in den Verbrennungsraum zwischen dem inneren und dem äußeren Zylinder 16 und 17. Wird der Faserdocht wieder in den Raum zwischen der inneren und der äußeren Hülse 12 und 13 zurückgestellt, verlöscht das Feuer von selbst. Bei dem Kerosin muß also der Faserdocht 20 angehoben und abgesenk werden, was im dargestellten Beispiel durch Anheben und Absenken der Einstelleinheit bewirkt wird, die einen Schaft aufweist, an dem. ein Knopf 22 befestigt ist. Da der Aufbau einer derartigen Anordnung bekannt ist, erübrigt sich eine ausführliche Beschreibung. Im allgemeinen ist die Einstelleinheit zum Anheben und Absenken des Dochtes wirksam mit der Dochthalteeinheit verbunden.

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Gemäß der Erfindung haben die Verkleidung 18 und der ' äußere Zylinder 17 der Brennereinheit 14 fluchtende Fenster ' 24. line allgemein mit 25 bezeichnete Zünddüseneinheit ist i außerhalb der Verkleidung 18 derart angeordnet, daß sie den i Fenstern 24 gegenüberliegt. Die Zünddüseneinheit 25 ist von einer Klammer 26 getragen, die auf dem Brennstofftank 11 befestigt ist. Die Zünddüseneinheit 25 umfaßt ein Einspritzrohr 28 mit einer Auslaßöffnung 27 für die Druckluft, eine Umhüllung 30, die das Einspritzrohr 28 überdeckt und eine Auslaßöffnung 29 hat, die mit der Auslaßöffnung 27 des Einspritzrohres 28 fluchtet und vor dieser angeordnet ist, ein Brennstoffansaugrohr 32 mit einer Auslaßöffnung 31, die zur Seitenwand der Umhüllung 30 hin geöffnet ist, sowie ein Durchflußregulierungsrohr 33, das am Auslaßende der Umhüllung 30 angeordnet ist und sich von dort aus nach vorn erstreckt. Das Vorderende des Durchflußregulierungsrohres 33 liegt an der Wand des Fensters 24 in der Verkleidung 18 der Brennereinheit 14 an, so daß die Auslaßöffnung 29 der Umhüllung 30 in der Brennstellung durch beide Fenster 24 hindurch dem Faserdoch# gegenüberliegt. Das B_rennstoffansaugrohr 32 ist mit einem Ende einer Leitung 34 verbunden, deren anderes Ende in den Brennstoffbehälter 11 eintaucht. Das Einspritzrohr 35 ist mit einem Ende einer Leitung 35 verbunden, deren anderes Ende an eine Druckluftpumpe 36 angeschlossen ist. Bei dieser Anordnung der Zünddüseneinheit 25 wird während des Betriebs der Druckluftpumpe 36 komprimierte Luft durch die Auslaßöffnung 27 des Einspritzrohres 28 ausgestoßen. Die Druckverminderung im Innern der Umhüllung 30 bewirkt dann, daß der Brennstoff (der zündbare Brennstoff) durch

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das Brennstoffansaugrohr 32 aus dem Brennstofftank 11 angesaugt wird. Demzufolge wird der zündbare Brennstoff zusammen mit der komprimierten Luft durch das Durchflußregulierungsrohr 33 und die Fenster 24 in Eichtung auf den Faserdocht 20 ausgestoßen, der sich in Brennstellung befindet. Die Wirkung des Durchflußregulierungsrohres 33 wird weiter unten noch beschrieben.

In Fig. 3 ist die Druckluftpumpe 36 als selbständiger Bestandteil dargestellt. Vorteilhafterweise ist sie aber auf dem Brennerkörper oder dem Brennstofftank 11 angeordnet. Die Druckluftpumpe 36 hat einen Balg 37, der dehnbar und.zusamenziehbar ist. An einem Ende hat der Balg 37 einen Ansaugeinlaß 37b mit einem Ventil 37a und einem Auslaßkanal 37c. Der Auslaßkanal 37c ist mit der Leitung 35 verbunden, die von Einspritzrohr 28 ausgeht. Das andere Ende des Balges 37 wirkt mit einem verschwenkbaren Arm 38 zusammen und dient als Antriebsende 37d. Der Balg 37 ist von einem Gehäuse 39 umschlossen, das aufgrund seiner Konstruktion eine Eigenbewegung des Balges 37 ermöglicht. Der Antrieb zwischen dem verschwenkbaren Arm

38 und dem Balg 37 ist durch einen Schlitz 39a im Gehäuse

39 möglich. Da der verschwenkbare Arm 38 winkelbeweglich ist, zieht sich der Balg 37 in Längsrichtung zusammen und dehnt sich in gleicher Richtung aus und wirkt dabei als hin- und hergehende Pumpe. Der verschwenkbare. Arm 38 ist starr an einem Betätigungsschaft 40 befestigt, der durch Verdrehen eines Knopfes 41 betätigbar ist. Durch Drehen des Knopfes 41 wird somit die Pumpe 36 in Betrieb gesetzt und dadurch Druckluft und zündbarer Brennstoff

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aus der Zünddüseneinheit 25 eingespritzt,

Gemäß der Erfindung ist ein Paar Entladungselektroden 42 und 43 einander gegenüberliegend in der Wand des Durch- ; flußregulierungsrohres 33 vorgesehen und im Innern des
Durchflußregulierungsrohres 33 wird aus der Auslaßöffnung
29 der Umhüllung 30 mittels eines Funkens, der am Luftspalt i zwischen den Elektroden induziert wird, zündbarer Brennstoff, ausgespritzt. Die zwei EntMungselektroden 42 und 43 sind : mit einer einen piezoelektrischen Wandler 44 aufweisenden I Stromversorgung elektrisch verbunden, und werden einer Ent- ^! ladung durch den Wandler unter Bildung einer Momentanspan- ! nung unterworfen. Der piezoelektrische Wandler 44 ist
von elektrisch isolierendem Material 45 umgeben und im Inne eines Gehäuses 46 gegenüber einem Hammer 47 angeordnet, der den Wandler mechanisch beaufschlagen kann. Weiter ist eine
Spiralfeder 48 im Gehäuse vorgesehen, die den Hammer 47
derart elastisch beaufschlagt, daß er in Anlage am piezoelektrischen Wandler 44 kommt. Der Hammer 47 ist durch einen Zapfen 49 gesichert, der über das Äußere des Gehäuses 46

vorsteht. Letzteres hat einen länglichen Schlitz 50 für

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eine Axialbewegung des Zapfens 49. Der Zapfet/wirkt normalerweise mit einem Arm 51 zusammen, der am freien Ende
eines verschwenkbaren Arms 52 neben einem der auf vorgesehenem Anschlag 53 angelenkt ist, der verhindert, daß sich ' der Arm 51 in entgegengesetzter Richtung dreht. Der ver- j schwenkbare Arm 52 ist auf dem gleichen Betätigungsschaft ; 40 befestigt wie der mit der Pumpe 36 zusammenwirkende, ι verschwenkbare Arm 38 und ist gemeinsam mit dem Betätigungs-' schaft drehbar. Bei Betätigung des Knopfes 41 bewegt sich

also der Hammer 47 während der Winkelbewegung des verschwenkk

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baren Arms'52, überwindet die Kraft der Feder 48 aufgrund des Eingriffs zwischen dem zweiten Arm 51 und dem Zapfen 49 und bewegt sich axial vorwärts j bewegt sich der verschwenkbare Arm 52 noch weiter im Winkel, wird der zweite Arm 51 außer Eingriff mit dem Zapfen 49 gebracht. Dadurch wird der Hammer 47 freigegeben und von der Spiralfeder 48 beaufschlagt, wodurch der piezoelektrische Wandler 44 beaufschlagt wird. Durch die im piezoelektrischen Wandler 44 entstandene elektromotorische Kraft wird an den zwei Entladungselektroden 42 und 43 ein Funke induziert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß sowohl die Druckluftpumpe 36 als auch die Vorrichtung i 47 zum Erzeugen eines Aufpralls durch die Drehung des gemeinrsamen Betätigungsschaftes 40 wirksam werden. Dies ist durch die zwei verschwenkbaren Arme 38 und 52 möglich, die am Betätigungsschaft 40 befestigt sind. Sobald das Ausströmen ; aus der Druckluftpumpe 36 beginnt, wird die Spiralfeder 48 für die Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls kompri- j miert. Während durch das Ausströmen aus der Druckluftpumpe ' 36 unmittelbar Druckluft aus der Zünddüseneinheit 25 ausgestoßen wird, ist für das Ansaugen des zündbaren Brennstoffesj eine Zeitverzögerung notwendig, die dem Brennstoffdurchfluß vom Brennstofftank 11 zur Auslaßöffnung 31 des Brennst of fansaugrohres 32 entspricht. Vom Betriebsbeginn der Druckluftpumpe 36 bis zu dem Zeitpunkt, an dem in der Zünddüseneinheit 25 eine optimale Zündvorausetzung vorliegt, vergeht also eine gewisse Zeit. Während dieser Zeit beginnt die Komprimierung der Spiralfeder 48. Es ist also möglich,

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die Entladung gleichzeit mit der optimalen Zündvoraussetzung zu bewirken, falls die Spiralfeder 48 zu eben diesem Zeitpunkt freigegeben wird, wenn dieser Zustand erreicht ist. Wenn aufgrund einer gewissen Anordnung die optimale Zündvoraussetzung unmittelbar nach Arbeitsbeginn der Pumpe 36 · gegeben ist, kann der Befestigungswinkel der. verschwenkbaren Arme 38 und 52 derart eingestellt werden, daß die Komprimierung der Feder 48 vorverlegt wird, so daß ein einwandfreier " Betrieb der Vorrichtung 47 zum Erzeugen des Aufpralls erzielt ist. Im umgekehrten Fall ist entsprechend vorzugehen. Da der Antrieb der Pumpe 36 nach Freigabe der Vorrichtung 47 fortgesetzt werden kann, kann die einmal in der Zünddüseneinheit 25 erzeugte Flamme aufrechterhalten werden. Auf diese Weise ist durch das dargestellt Zündsystem bei optimaler Zündvoraussetzung ein Zünden möglich und die Flamme kann am Brennen gehalten und dadurch der zu zündende Gegenstand bzw. der Faserdocht einwandfrei gezündet werden.

Fig. 4 und 5 zeigen die Wirkungsweise des Durchflußregulierungsrohres 33 der Zünddüseneinheit 25. Beim Ausspritzen von Brennstoff aus einer schmalen Düse wird der Brennstoff bei seinem Austritt aus der Auslaßöffnung stark diffundiert, so daß der Luftüberschuß im Hinblick auf den Brennstoff Schwierigkeiten beim Zünden bereitet. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung das Durchflußregulierungsrohr 33, wie oben beschrieben, vor der Auslaßöffnung 29 angeordnet. Das Durchflußregulierungsrohr 33 verhindert die Diffusion des zündbaren Brennstoffes, bei dessen Zerstäuben durch die Auslaßöffnung 29 und erzeugt

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einen in einer bestimmten Richtung ausgerichteten Düsenstrahl. Es dient auch dazu, in seinem Innern eine bestimmte Luftmenge zu wahren^ Wie in Fig. 5 dargestellt, in der die Abszisse den Abstand von der Auslaßöffnung 29 und die Ordinate die Luftmenge angibt, wird die Luftmenge im Bereich von der Auslaßöffnung 29 zum freien Ende des Durchflußregulierungsrohres 33 konstant gehalten. Die zwei gestrichelten Linien geben die optimale Luftmenge an. Wenn der eine optimale Luftmenge enthaltende zündbare Brennstoff aus der Auslaßöffnung 29 ausgespritzt wird, fließt keine Luft mehr in das Durchflußregulierungsrohr 33 ein, so daß eine stabile Zündung erreicht ist.

Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Druckluftpumpe von Fig. 3. In diesem Fall ist am Antriebsende 37d des Balges 37 ein Drücker 54 angeordnet. Der Drücker 54 ist durch eine Federplatte 55 festgehalten, die in Form einer Membran im Gehäuse 39 montiert ist und das Antriebsende 37d des Balges 37 mit der elastischen Kraft beaufschlagt, die sich bei Umlegen der Federplatte ergibt. Der Drücker 54 ist mit einem Zapfen 56 verbunden,. der über das Äußere des Gehäuses 39 hinausragt. Der Zapfen

56 greift in eine Schlitznut 58 in einem drehbaren Rad.

57 ein, das gemeinsam mit dem Betätigungsschaft 40 drehbar ist. Wenn sich also das Rad 57 im Uhrzeigersinn dreht (Fig. 6), wird durch das Zusammenwirken eines Endes der Schlitznut 58 mit dem Zapfen 56 der Drücker 54 entgegen der Elastizität der Federplatte 55 in Richtung auf den Balg 37 zu gedrückt, und nach Umlegen der Federplatte 55 wird der Drücker 54, der den eingreifenden Zapfen 56 frei-

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gibt, durch die Xippwirkung der Feder an den Balg 37 gedrückt. Wird das Rad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, greift der Zapfen 56 in das andere Ende der Schlitznut 58 ein und der Drücker 54 wird entgegen der Elastizität der Feder vom Balg 37 weggedrückt und wieder zurückgestellt oder nimmt nach Umkehr der Federplatte 58 seine Ausgangsstellung wieder ein. Diese Umkehrbewegung findet in entgegengesetzter Richtung statt wie die erste Umkehrbewegung. ■ . .

Der Vorteil einer solchen elastisch angetriebenen Pumpe besteht darin, daß der Pumpenantrieb selbsttätig aufrechterhalten wird,, und durch manuelle Betätigung nach Zündung wieder unterbrochen werden kann, und zwar unabhängig davon, ob der zu zündende Gegenstand tatsächlich gezündet hat oder nicht. Auf diese Weise wird die von der Düseneinheit erzielte Flamme aufrechterhalten, bis der zu zündende Gegenstand wirklich gezündet hat. Fig. 6 zeigt, daß der Balg 37 durch eine Kolben-Zylinder-Einheit ersetzbar ist.

Fig. 7 zeigt die Verwendung einer membranförmigen Federplatte 59, die derjenigen von Fig. 6 für die Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls entspricht. Die Anordnung ist j insofern abgewandelt, als anstelle des Balges 37 ein piezo-!

elektrischer Wandler 44 dem Hammer 47 gegenüber angeordnet ist. Der Hammer 47 ist durch die Federplatte 59 festgehalten, die im Innern des Gehäuses 46 in Form tiner Membran montiert ist und den piezoelektrischen Wandler nach Umkehr der Feder mit einem Aufprall beaufschlagt. Der Hammer 47

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weist dementsprechend einen Zapfen 49 auf, der über das Äußere des Gehäuses 46 vorragt und auf gleiche Weise durch den Zapfen 49 gesteuert ist, wie rorstehend im Zusammenhang mit dem Zapfen 56 erwähnt ist. Bei dem vorliegenden Beispiel muß jedoch der Eingriff des Zapfens 49 nach Umkehr der Feder 59 gelöst werden und aus diesem Grunde greift der Z apfen 49 - in gleicher Weise der Zapfen 56 von Fig. 6 - in eine· Schlitznut 61 eines drehbaren Rades 60 ein, das auf dem Betätigungsschaft 40 montiert ist. Durch die Verwendung einer membranförmigen Federplatte 59 entfällt die Notwendigkeit einer Freigabesteuerung der Spiralfeder von Fig. 3, so daß der .Aufbau; vereinfacht ist. Dartiberhinaus ist eine genaue Steuerung des Beginns des Antriebs des Hammers 47 möglich, so daß die Entladung in Abhängigkeit von der optimalen Zündvoraussetzung leichter steuerbar ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems, bei dem ein anderes Betätigungsmittel als bei den vorhergehenden Ausführungsformen verwendet ist. In dieser Figur sind die den vorstehend verwendeten Teilen entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Merkmal des verbesserten Betätigungsmittels ist die Verwendung eines an einem Ende 61 angelenkten schwingbaren Betätigungshebels 62 anstelle des oben erwähnten i Betätigungsschaftes. Der Betätigungshebel 62 hat an seinem i

der '

anderen Ende einen Kopf 63,/wie in Fig. 8 dargestellt, zur ^! Erzielung einer Schwenkbewegung nach rechts und links beweglich ist. Zwei längliche Schlitze 64 und 65 sind in Längsrichtung im Betätigungshebel 62 vorgesehen und wirken mit

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Verbindungsstangen 66 bzw. 67 irber Zapfen 68 bzw. 69 zusammen. Die Schwirlewegung des Betätigungshebels 62 bewirkt eine Längsbewegung der Verbindungsstangen 66 und 67 in den jeweiligen Schlitzen, im anderen Ende der ersten Verbindungsstange/ist ein Schlitz 70 vorgesehen, der mit · der Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls 70 zusammenwirkt die derjenigen von Fig. 7 entspricht, Auf diese Weise greift der dem Hammer 47 zugeordnete Zapfen 49 in den Schlitz 70 der ersten Verbindungsstange 66 ein. Andererseits ist das andere Ende der zweiten Verbindungsstange 67 unmittelbar mit der Druckluftpumpe 36 verbunden, die der von Fig. 3 entspricht. Falls nötig, kann das andere Ende der zweiten Verbindungsstange 67 - ebenso wie die erste Verbindungsstange 66 - einen Schlitz aufweisen, in den eine elastische angetriebene Pumpe eingreift (Fig. 6). Durch die Verwendung des schwingbaren Betätigungshebels 62 wird die Steuerung des Z_usammenwirkens zwischen Luftdruckpumpe 36 und Vorrichtung 47 zum Erzeugen nicht verändert.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems, bei dem wieder andere Betätigungshebel verwendet sind. Das noch weiter verbesserte Betätigungs|- mittel hat eine axial bewegliche Betätigungsstange 71, die die Luftdruckpumpe 36 und die Aufprallvorrichtung 47 zum Erzeugen eines Aufpralls antreibt und steuert. Die Betätigungsstange 71 hat zwei Arme 72 und 73. Der Arm 72 hat an seinem Ende einen länglichen Schlitz 74, der parallel zur Betätigungsstange 71 verläuft und mit dem Zapfen 49 der Vorrichtung 47 zum Erzeugen eines Aufpralls zusamenwirkt (Fig. 8), Das Ende des zweiten Armes 73 ist mit der Luft-

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druckpumpe 36 verbunden. Durch die Axialbewegung der Betätigungsstange 71 werden die Vorrichtung 47 zum Erzeugen des Aufpralls und die Luftdruckpumpe 36 vom ersten und zweiten Arm 72 bzw. 73 in Antrieb versetzt. In diesem Beispiel ist die Betriebsweise auf gleiche Weise gesteuert wie im vorstehend beschriebenen Beispiel.

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Claims (10)

1. - 21 Patentansprüche

   y Zündsystem für Petroleumbrenner, gekennzeichnet durch eine Zünddüse (2) zum Aufstäuben von zündbarem Brennstoff auf den zu zündenden Gegenstand, eine Druckluftpumpe (3) zum Zuführen von druckluft zur Zünddüse (2), ein Paar Entladungselektroden (6), die einander gegenüberliegend vor der Zünddüse angeordnet sind und einen Luftspalt bilden für den Jurchtritt eines Strahls zündbaren Brennstoffes zum Induzieren eines Entladungsfunkens zwecks Zünden des zündbaren Brennstoffes, einen mit den Entladungselektroden elektrisch verbundenen piezoelektrischen Wandler (7) zum Anlegen einer Entladespannung an die Elektroden, durch eine Vorrichtung (8) zum Erzeugen eines Aufpralls, die zum Erregen des piezoelektrischen iVandlers (7) einem Antrieb hat, und durch ein Betäti^uü^smittel 05) zum -antrieb der Pumpe und zum Betätigen der Vorrichtung (8) zum Erzeugen eines Aufpralls in abhängigkeit von einer bestimmten arbeitsstellung der Pumpe.
2. 2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftpumpe eine hin- und hergehende Pumpe ist.
3. 3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftpumpe einen Balg hat und durch deren Ausdehnen und zusammenziehe u antreibbar ist.
4. 4. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichneti daß die Druckluftpumpe Eingriff3mittel zu ihrem Ansehließen an da3 iJe tätigun^smittel aufweist, sowie einen liieru ranartigen Teil, der durch den ^e trieb des betfiti»;Lin,.amittela von der

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   BADORIGINAL

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   Ruhe- in die Arbeitsstellung beweglich ist und gleichzeitig das Eingriffsmittel freisetzt zum elastischen Antrieb der Pumpe, wobei der membranartige Teil durch das Betätigungsmittel über das Eingriffsmittel betätigbar und wieder zurückstellbar ist,
5. 5. Zündsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel am Antriebsende der Druckluftpumpe einen Zapfen und einen Hebel mit einem länglichen Schlitz zum Zusammenwirken mit dem Zapfen hat, wobei der -Hebel in Längsrichtung des Schlitzes beweglich ist und mit dem Betätigungsmittel zum lösbaren Bewegen ctes Zapfens in Pumpenantriebsrichtung verbunden ist_e
6. 6. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel am Antriebsende der Druckluftpumpe einen Zapfen umfaßt, sowie ein Had mit einer länglichen Schlitznut zum Zusammenwirken mit dem Zapfen, das winklig beweglich ist, die Schlitznut in eine Winkelbewegung versetzt, und mit dem Betätigungsmittel zum lösbaren Bewegen des Zapfens in Antriebsrichtung der Pumpe verbunden ist,
7. 7. Zündsystem nach Anspruch 1, dsdirch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls einen Hammer zum Beaufschlagen des piezoelektrischen Wandlers, eine den Hammer elastisch beaufschlagende Feder und ein Eingriffsmittel zum Verbinden der .Feder mit dem Betätigungsmittel und/ oder zum lösen der Verbindung zwischen -li'eder und Betätigungsmittel aufweist»

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8. 8. Zündsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die .Feder eine Spiralfeder ist zum elastischen Beaufschlagen des Hammers zwecks Betätigen des piezoelektrischen · Wandlers, wobei das Eingriffsmittel vom Betätigungsmittel betätigbar ist zum ^rennen des Hammers vom piezoelektrischen ] Wandler entgegen der" Widerstandskraft der Spiralfeder und zum Freigeben des Hammers.

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9. 9. Zündsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Spiralfeder in Richtung auf den piezoelektrischen Wandler zu gerichtet und vom Hammer bewegbar ist.

   10* Zündsystem _nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel einen über den Hammer hinausragenden Zapfen hat, einen verschwenkbaren Arm, einen zweiten, am verschwenkbaren Arm angelenkten Arm, der normalerweise mit dem Zapfen in Eingriff ist, und einen Anschlag, der mit dem verschwenkbaren Arm im Bereich des zweiten Armes fest verbunden ist, wobei der verschwenkbare Arm mit dem Betätigungsmittel winklig beweglich verbunden ist zum Freigeben des Zapfens nach Bewegen des zweiten Arms in eine bestimmte Richtung«

   11. Zündsystem nach Anspruch T₁ dadurch gekennzeichnet, daß die ^'eder eine Memhan umfaßt, die den Hammer zum Beaufschlagen des piezoelektrischen Wandlers in einer -dichtung beweglich hält, wobei das Eingriffsmittel durch das Betätigungsmittel in Betrieb setzbar ist zum Überführen des Hammersin die Arbeitsstellung der Membran und zum Freigeben des Hammers.

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   12. Zündsystem nach Anspruch 11·, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse der Membran in Richtung auf den piezoelektrischen Wandler zu gerichtet ist und den Hammer auf der Mittelachse festhält»

   13. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel einen über den Hammer vorragenden Zapfen sowie einen Hebel mit einem länglichen Schlitz umfaßt, in dem der Zapfen in Längsrichtung beweglich ist, und daß der Hebel mit dem Betätigungsmittel zum lösbaren Bewegen des Zap·=· fens in Arbeitsrichtung des Hammers verbunden ist.

   14. Zündsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, : daß das Eingriffsmittel einen über den Hammer vorragenden Zapfen umfaßt, sowie ein -"-ad mit einer länglichen Schlitznut zum Zusammenwirken mit dem Zapfen, das winklig beweglich ist zum winkligen Bewegen der Schlitznut, wobei das Rad zum lösbaren Bewegen des Zapfens in Arbeitsrichtung des Hammers wirksam mit dem Betätigungsmittel verbunden ist»

   15. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel einen winklig beweglichen ietätigun^sschaft umfaßt, der mit der Druckluftpumpe bzw. der Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls zu deren Antrieb verbunden ist.

   16. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel ein Paar Verbindungen aufweist, die mit der Druckluftpumpe bzw» der Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls verbunden sind, sowie einen schwingbaren Betätigungshebel, der zum Antrieb der Druckluftpumpe und der Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls mit den jeweiligen Verbindungen wirksam verbunden ist«,

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   17. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel ein Paar Arme umfaßt, die mit der Liruckluftpumpe bzw. der Vorrichtung zum Erzeugen eines Aufpralls wirksam verbunden sind, sowie eine axial bewegliche .betätigungsstange, die mit den Armen"zum Antrieb der Druckluftpumpe und der Vorrichtung zum Erzeugen des Aufpralls verbunden sind«,

   18. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zünddüse ein üinspritzrohr mit einer Druckluft-AuslaBöffnung sowie eine Umhüllung zum Umhüllen des Einspritzrohres unter einem gewissen Abstand umfaßt, wobei die Umhüllung in ihrer Seitenwand eine vor der ^uslaßöffnung des Einspritzrohres angeordnete Auslaßöffnung und eine Ansacgpffnung für den zündbaren Brennstoff hat·

   19. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zünddüse vor ihrem Auslaßende ein uJinspritzregulierungs-

   rohr hat. - . ■ =

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   20. Zündsystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Sinspritzregulierungsrohr aus elektrisch isolierendem Material besteht«

   21. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Einspritzregulierungsrokres aus einem elektrisch isolierenden Material ein Paar

   vorgesehen sind·
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