Übersetzung der Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät mit
pulsierender Verbrennung, von dem eine Brennkammer getrennt mit
einem fetten Gemisch aus Primärluft und gasförmigem
Brennstoff und Sekundärluft zur kontinuierlichen Verbrennung
versorgt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
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Ein typisches Beispiel für eine herkömmliche gepulste
Verbrennungseinrichtung für pulsierende Zündung und
kontinuierliche Verbrennung eines Luft-/Brennstoffgemisches ist
im US-Patent Nr. 4,891,003 (japanische
Patent-Offenlegungsschrift Gazette Nr. Sho-64-23005) beschrieben. Die
Verbrennungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik, die in
der beigefügten Figur 5 gezeigt ist, hat eine zylindrische
Brennkammer 1, eine Düsenplatte 4 mit einer Vielzahl von
Gasdüsen 2 und einer Vielzahl Luftdüsen 3, die in der
Brennkammer 1 angeordnet sind, und eine kreisrunde
Widerstandsplatte 5, die der Düsenplatte 4 über einen vorgegebenen
schmalen Leerraum 5 gegenüberliegend angeordnet ist. Ein
Strom aus einem fetten Luft-/Brennstoffgemisch, das durch
eine Gasleitung 6 geführt wird, wird von jeder der Gasdüsen 2
der Brennkammer 1 zugeführt, während ein Strahl aus
Sekundärluft, der einer Luftkammer 8 mittels eines Gebläses 7
zugeführt wird, von jeder der Luftdüsen 3 in die Brennkammer 1
eingeführt wird. Das fette Luft-/Brennstoffgemisch und die
Sekundärluft werden zwischen der Widerstandsplatte 5 und der
Düsenplatte 4 ausreichend gemischt und durch einen Funken
von einer Zündkerze 9 in der Brennkammer 1 zur pulsierenden
Verbrennung gezündet. Ein großer Anteil der heißen
Verbrennungsnebenprodukte wird durch ein Saugrohr 10 abgesaugt.
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Obgleich der hohe Explosionsdruck in der Brennkammer 1
die Neigung hat, eine Rückströmung der
Verbrennungsnebenprodukte zu der Versorgungsquelle zu verursachen,
verhindert die Widerstandsplatte 5 in der Brennkammer 1
eine derartige unerwünschte Rückströmung. Das Absaugen
der Verbrennungsnebenprodukte macht den Druck in der
Brennkammer 1 negativ, so kann ein weiterer Strahl aus dem
fetten Luft-/Brennstoffgemisch und der der Sekundärluft
daraufhin folgend in die Brennkammer 1 eingeführt werden
und sich selbst entzünden und durch das restliche heiße
abgesaugte Gas in der Brennkammer verbrannt werden. Zündung
und Verbrennung werden periodisch auf die obige Weise
wiederholt, um einen Gegenstand wie Bratöl in einem
Öltank zu erhitzen.
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Bei dem System der gepulsten Verbrennungseinrichtung gemäß
dem Stand der Technik werden jedoch
Verbrennungsnebenprodukte, die einmal zu der Versorgungsquelle
zurückgeströmt sind, weder effektiv mit dem fetten
Luft-/Brennstoffgemisch und der Sekundärluft vermischt noch zu der
Brennkammer 1 zurückgeführt. Es sind sowohl relativ hohe
Versorgungsdrücke für das fette Luft-/Brennstoffgemisch
und die Sekundärluft als auch die Widerstandsplatte 5
erforderlich, um die Rückströmung von
Verbrennungsnebenprodukten wirksam zu verhindern. Konkreter gesagt, die
pulsierende Verbrennungseinrichtung des Systems gemäß dem
Stand der Technik erfordert ein Hochdruckgebläse oder
einen Kompressor für die Zuführung der Luft mit hohem
Druck und eine komplizierte, ziemlich voluminöse
Gaszuführungseinheit zum Zuführen des Brennstoffgases mit
hohem Druck. Diese Strukturen erhöhen in ungünstiger
Weise das Geräusch und Vibrationen.
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Weiterhin werden bei dem System gemäß dem Stand der Technik
das fette Luft-/Brennstoffgemisch und die Sekundärluft nur
in dem vorgegebenen schmalen Leerraum 5 zwischen der
Widerstandsplatte 5 und der Düsenplatte 4 gemischt, wodurch
ungleichmäßiges Vermischen und dadurch unstabile Verbrennung
verursacht werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach aufgebautes,
verbessertes Gerät mit pulsierender Verbrennung zu schaffen,
bei dem stabile, kontinuierliche Verbrennung mit reduziertem
Geräusch und Vibration realisiert ist.
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Das vorstehende und weitere verbundene Ziele werden
realisiert durch ein Gerät mit pulsierender Verbrennung
gemäß der Erfindung, bei dem ein fettes Gemisch aus
Primärluft und gasförmigem Brennstoff und eine
Sekundärluft getrennt einer zylindrischen Brennkammer zur pulsierenden
Zündung und kontinuierlichen Verbrennung eines geeigneten
Luft-/Brennstoffgemisches zugeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung geht aus von US-A-4 891 003, in
dem eine gepulste Verbrennungseinrichtung beschrieben wird,
bei der eine Brennkammer getrennt mit einem fetten Gemisch
aus Primärluft und gasförmigem Brennstoff und Sekundärluft
für pulsierende Zündung und kontinuierliche Verbrennung
eines geeigneten Luft-/Brennstoffgemisches versorgt wird,
wobei dieses Gerät mit pulsierender Verbrennung die besagte
Brennkammer umfaßt, die durch eine zylindrische Seitenwand,
eine erste Oberfläche, mit der Ablaßeinrichtungen zum
Ablassen heißer Verbrennungsnebenprodukte aus dieser
Brennkammer verbunden sind, und eine Düsenplatte mit einer
Vielzahl von Gasdüsen für die Zufuhr des fetten Gemisches
aus Primärluft und gasförmigem Brennstoff zu der Brennkammer
und einer Vielzahl von Luftdüsen für die Zufuhr der
Sekundärluft zu der Brennkammer begrenzt ist,
wobei das Gerät mit pulsierender Verbrennung weiterhin
Flammen-Prallplatten-Einrichtungen, die der Düsenplatte mit
einem vorgegebenen Freiraum gegenüberliegend angeordnet sind
umfaßt, um Wärme und Rückkehrdruck aufzunehmen, die durch
die heiben Verbrennungsnebenprodukte erzeugt werden, die
im Gebrauch von der Brennkammer zurückströmen,
eine Luftzufuhreinrichtung zum Zuführen der Sekundärluft
zu der Brennkammer durch die Vielzahl von Luftdüsen
vorgesehen ist, wobei die Luftzufuhreinrichtung im Betrieb
die heißen Verbrennungsnebenprodukte, die von der
Brennkammer zurückströmen, empfängt, und
ein Gebläse zum kontinuierlichen Zuführen der
Sekundärluft zu der Luftzufuhreinrichtung vorgesehen ist.
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In US-A-4 891 003 hat die Brennkammer ein größeres Volumen
als die Luftzufuhreinrichtung. Im Gegensatz dazu wird in
EP-A-0 527 656 eine gepulste Verbrennungseinrichtung
beschrieben, bei der die Luftzuführungseinrichtung ein
größeres Volumen als die Brennkammer aufweist.
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Ausgehend von US-A-4 891 003, liefert die vorliegende
Erfindung ein Gerät mit pulsierender Verbrennung, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Brennkammer ein Volumen
aufweist, das kleiner als das Volumen der
Luftzufuhreinrichtung ist, und dadurch, daß die Flammen-Prallplatten-
Einrichtung erste und zweite Prallplatten umfaßt, die
sich beide bis zu einer vorgegebenen Länge erstrecken;
so daß sie alle der Vielzahl der Luftdüsen und der Gasdüsen
auf der Düsenplatte überdecken, und die erste Prallplatte
eine erste und eine zweite Oberfläche aufweist, von denen
die erste Oberfläche der Düsenplatte mit dem vorgegebenen
Freiraum gegenüberliegend angeordnet ist und die zweite
Oberfläche der zweiten Prallplatte mit einem vorgegebenen
Abstand gegenüberliegt, und die Flammen-Prallplatten-
Einrichtung weiterhin ein Ringleitblech umfaßt, das
radial entlang der zylindrischen Seitenwand der
Brennkammer angeordnet ist und zwischen der ersten und der
zweiten Prallplatte gelegen ist, und die Platten und der
Ring einen zickzackförmigen Gasströmungsweg zwischen
der Brennkammer und der Luftzuführungseinrichtung bilden.
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Ein bevorzugtes Gerät mit pulsierender Verbrennung, das
ein Ausführungsbeispiel für diese Erfindung ist, wird
im einzelnen im folgenden beschrieben. Die
Verbrennungseinrichtung hat eine zylindrische Brennkammer mit einem
vorgegebenen ersten Volumen, das das fette Gemisch aus
Primärluft und gasförmigem Brennstoff und die
Sekundärluft getrennt empfängt, ein Saugrohr, das mit der
Brennkammer verbunden ist, zum Absaugen heißer
Verbrennungsnebenprodukte, die von der Brennkammer abgegeben werden,
und eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Gasdüsen
für die Zufuhr des fetten Gemisches aus Primärluft und
gasförmigem Brennstoff zu der Brennkammer und einer
Vielzahl von Luftdüsen für die Zufuhr der Sekundärluft zu der
Brennkammer.
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Die Brennkammer ist durch eine erste Oberfläche, mit der
das Saugrohr verbunden ist, eine zylindrische Seitenwand
und die Düsenplatte mit der Vielzahl von Gasdüsen und
Luftdüsen begrenzt.
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Das Gerät mit pulsierender Verbrennung gemäß der Erfindung
umfaßt weiterhin eine Flammen-Prallplatten-Einheit, die
der Düsenplatte mit einem vorgegebenen Freiraum
gegenüberliegend angeordnet ist, für die Absorption von Wärme und
Rückkehrdruck, die durch die Rückströmung von heißen
Verbrennungsnebenprodukten von der Brennkammer erzeugt
werden, eine Luftzufuhreinheit mit einem vorgegebenen
zweiten Volumen, das größer als das vorgegebene erste
Volumen ist, zum Zuführen der Sekundärluft zu der
Brennkammer durch die Vielzahl von Luftdüsen und zum
Aufnehmen der Rückströmung der heißen
Verbrennungsnebenprodukte von der Brennkammer, ein ständig eingeschaltetes
Gebläse zum kontinuierlichen Zuführen der Sekundärluft zu
der Luftzufuhreinheit und ein spezifisches System zum
Mischen der Sekundärluft, die kontinuierlich der
Luftzufuhreinheit mittels des Gebläses zugeführt wird, mit den
heißen Verbrennungsnebenprodukten, die von der Brennkammer
zurückströmen und von der Luftzufuhreinheit empfangen
werden, und zum Zuführen von Gemisch aus der Sekundärluft
und den heißen Verbrennungsnebenprodukten zurück zu der
Brennkammer über die Vielzahl von Luftdüsen.
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Bei der so aufgebauten gepulsten Verbrennungseinrichtung
wird das fette Gemisch aus Primärluft und gasförmigem
Brennstoff (hier im folgenden als das fette
Luft-/Brennstoffgemisch bezeichnet) von der Vielzahl der Gasdüsen zugeführt,
wohingegen die Sekundärluft von der Vielzahl der Luftdüsen
zugeführt wird. Das fette Luft-/Brennstoffgemisch und die
Sekundärluft werden in dem vorgegebenen Raum zwischen der
Düsenplatte und der Flammen-Prallplatten-Einheit ausreichend
vermischt und dann in der Brennkammer für eine pulsierende
Verbrennung gezündet. Der hohe Verbrennungsdruck in der
Brennkammer saugt einen großen Anteil heißer
Verbrennungsnebenprodukte von dem Saugrohr ab, während ein kleiner
Anteil der Verbrennungsnebenprodukte zu der
Luftzufuhreinheit zurückströmt. Obgleich die Flammen-Prallplatten-Einheit
wirksam verhindert, daß der hohe Rückkehrdruck direkt in
die Luftzufuhreinheit wirkt, strömt ein kleiner Anteil der
heißen Verbrennungsnebenprodukte um die Flammen-Prallplatten-
Einheit herum, wobei er einem Zickzackweg folgt, zurück zu der
Luftzufuhreinheit. Auf diesem Weg um die Flammen-Prallplatten-
Einheit herum werden die heißen Verbrennungsnebenprodukte
effektiv abgekühlt, und dieser Temperaturabfall bewirkt
weiterhin Volumenverringerung und senkt den Druck des
abgesaugten Gases. Das vorgegebene zweite Volumen der
Luftzufuhreinheit ist größer als das vorgegebene erste Volumen der
Brennkammer, wie vorstehend beschrieben wurde. Solch ein
Volumenverhältnis reduziert signifikant den Rückkehrdruck
von der Brennkammer. Der kleine Anteil der
Verbrennungsnebenprodukte,
der zu der Luftzufuhreinheit zurückströmt, wird
ausreichend mit der Sekundärluft vermischt und übt deshalb
keine nachteilige Wirkung auf eine gleichmäßige und
glatte Verbrennung aus.
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Die kontinuierlich in die Luftzufuhreinheit mittels des
ständig eingeschalteten Gebläses zugeführte Sekundärluft
wird mit den zurückgeströmten Verbrennungsnebenprodukten
vermischt und der Brennkammer über die Vielzahl von
Luftdüsen zugeführt. Bei diesem Aufbau wird der Rückkehrdruck
von der Brennkammer ausreichend gesenkt und das hier
verwendete Gebläse zum Zuführen der Sekundärluft zu der
Luftzufuhreinheit muß demzufolge keinen hohen Druck oder
eine große Kapazität haben. Das Gebläse mit geringerer
Kapazität erzeugt erwünscht geringes Geräusch und geringe
Vibration. Außerdem senkt die Rückströmung der
Verbrennungsnebenprodukte von der Brennkammer den Verbrennungsdruck
in der Brennkammer. Diese Merkmale der Erfindung gestatten
effektive Geräusch- und Vibrationsreduzierung.
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Der Verbrennungswirkungsgrad wird stark beeinflußt durch
das Verhältnis eines zweiten Volumens V2 in der
Luftzufuhreinheit (hier im folgenden als Versorgungsvolumen bezeichnet)
zu einem ersten Volumen V1 in der Brennkammer (hier im
folgenden als das Brennvolumen bezeichnet). Wie in Figur 2
gezeigt ist, variiert die Konzentration von Kohlenmonoxid,
ausgedrückt durch das Verhältnis von CO zu CO&sub2;, mit dem
Verhältnis des Versorgungsvolumens V2 zu dem Brennvolumen
V1. Wenn das Versorgungsvolumen V2 kleiner als das
Brennvolumen V1 ist, wird der Verbrennungswirkungsgrad in
unerwünschter Weise gesenkt. Bei dem Aufbau der Erfindung
ist das Versorgungsvolumen V2 größer als das Brennvolumen
V1, was somit ausreichende Reduzierung des Rückkehrdruckes
und eine Realisierung einer stabilen gepulsten Verbrennung
gestattet.
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Gemäß dieser Erfindung umfaßt die Flammen-Prallplatten-
Einheit eine erste Prallplatte und eine zweite Prallplatte,
die sich beide bis zu einer vorgegebenen Länge erstrecken,
wobei die gesamte Vielzahl der Luftdüsen und der Gasdüsen
auf der Düsenplatte überdeckt werden. Die erste
Prallplatte hat eine erste Oberfläche und eine zweite
Oberfläche, wobei die erste Oberfläche der Düsenplatte mit
dem vorgegebenen Freiraum gegenüberliegend angeordnet
ist und die zweite Oberfläche der zweiten Prallplatte mit
einem vorgegebenen Abstand gegenüberliegt. Die Flammen-
Prallplatten-Einheit umfaßt weiterhin einen Prallplattenring,
der radial entlang der zylindrischen Seitenwand der
Brennkammer und zwischen der ersten Prallplatte und der
zweiten Prallplatte angeordnet ist. Die erste Prallplatte,
der Prallplattenring und die zweite Prallplatte sind
vorzugsweise mit im wesentlichen gleichen Abständen beabstandet.
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In einer weiteren bevorzugten Anwendung umfaßt die
Prallplatten-Einheit eine ringförmige Flammenfalle und eine
Prallplatte, die der Düsenplatte mit einem vorgegebenen
Freiraum gegenüberliegend angeordnet ist. Die Prallplatte
erstreckt sich bis zu einer vorgegebenen Länge, die alle
Luftdüsen und Gasdüsen auf der Düsenplatte überdeckt,
wohingegen die ringförmige Flammenfalle radial zwischen der
Prallplatte und der zylindrischen Seitenwand der Brennkammer
angeordnet ist.
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In noch einem weiteren Aufbau dieser Erfindung umfaßt die
Flammen-Prallplatten-Einheit eine Prallplatte, die der
Düsenplatte mit einem vorgegebenen Freiraum gegenüberliegend
angeordnet ist. Die Prallplatte hat eine Vielzahl durchgehender
Löcher und überspannt die Seitenwand der Brennkammer.
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Die vorliegende Erfindung wird nun nur als Beispiel unter
Bezugnahme auf die beigefügten zeichnungen beschrieben, in
denen:
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Figur 1 - eine Querschnittsansicht ist, die schematisch
ein Gerät mit pulsierender Verbrennung zeigt,
die kein Ausführungsbeispiel für die Erfindung
ist;
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Figur 2 - eine grafische Darstellung ist, die den
Verbrennungswirkungsgrad, aufgetragen über dem
Verhältnis eines Versorgungsvolumens V2 zu einem
Brennvolumen V1, zeigt;
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Figur 3 - eine Querschnittsansicht ist, die schematisch
ein Gerät mit pulsierender Verbrennung zeigt,
das ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung
ist;
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Figur 4 - eine vergrößerte Ansicht ist, die einen
wesentlichen Teil des Geräts mit pulsierender
Verbrennung von Figur 3 zeigt; und
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Figur 5 - eine Querschnittsansicht ist, die schematisch
eine herkömmliche pulsierende
Verbrennungseinrichtung zeigt.
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Figur 1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch
eine gepulste Verbrennungseinrichtung darstellt, die keine
Ausführungsform der Erfindung ist. In dieser pulsierenden
Verbrennungseinrichtung hat eine Luftkammer 11 ein größeres
inneres Volumen als die Luf tkammer 8 des herkömmlichen
Systems, das in Figur 5 gezeigt ist, und ein ständig
eingeschaltetes Gebläse 12 hat eine mäßige Kapazität im
Vergleich zu einem Hochdruckgebläse 7 bei dem herkömmlichen
System. Die gepulste Verbrennungseinrichtung umfaßt auch
eine Prallplatte 15 anstelle der Widerstandsplatte 5.
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Die gepulste Verbrennungseinrichtung von Figur 1 umfaßt eine
zylindrische Brennkammer 1 mit einem vorgegebenen ersten
Volumen, die Luftkammer 11 mit einem vorgegebenen zweiten
Volumen, das größer als das erste Volumen ist, und eine
Düsenplatte 4, die zwischen der Brennkammer 1 und der
Luftkammer
11 angeordnet ist, um die Funktion einer Trennwand
auszuüben und die Brennkammer 1 von der Luftkammer 11
zu trennen. Die Düsenplatte 4 ist mit einer Vielzahl von
Gasdüsen 2 zum Zuführen eines nicht entflammbaren fetten
Gemisches aus Primärluft und gasförmigem Brennstoff
und einer Vielzahl von Luftdüsen 3 zum Zuführen von
Sekundärluft versehen. Die Luftkammer 11 steht mit der
Brennkammer 1 durch die Vielzahl von Luftdüsen 3 in
Verbindung. Die Vielzahl von Gasdüsen 2 ist mit einer
Gaszufuhrleitung 6 verbunden.
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Die gepulste Verbrennungseinrichtung von Figur 1 umfaßt
weiterhin das Gebläse 12, zum Beispiel ein Gebläse mit
mehreren Flügeln oder Blättern, zum Zuführen der
Sekundärluft, und eine Luftzufuhrleitung 14, die mit dem
Gebläse 12 gekoppelt und verbunden ist, um die Sekundärluft
der Luftkammer 11 zuzuführen. Da die Luftkammer 11 ein
ausreichend großes inneres Volumen aufweist, ist die
erforderliche Kapazität des Gebläses 12 signifikant
reduziert.
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Die Brennkammer 1 ist weiterhin mit einem Saugrohr 10 zum
Absaugen von heißen Verbrennungsnebenprodukten und
einer Entkoppel- oder Expansionskammer 13, die in der
Mitte des Saugrohrs 10 angeordnet ist, verbunden. Die
gepulste Verbrennungseinrichtung kann eine Vielzahl von
Saugrohren umfassen, die auf einer Seitenwand der Brennkammer
1 angeordnet sein können.
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Die Prallplatte 15 ist in der Brennkammer 1 so angeordnet,
daß sie der Düsenplatte 4 über einen vorgegebenen schmalen
Freiraum S gegenüberliegt Die Prallplatte 15 absorbiert
wirksam die Wärme der heißen Verbrennungsnebenprodukte,
die von der Brennkammer 1 zu der Luftkammer 11
zurückströmen.
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Ein Strahl aus fettem Gemisch aus Primärluft und
gasförmigem Brennstoff (das hier im folgenden als das fette
Luft-/Brennstoffgemisch bezeichnet wird), das durch die
Gasversorgungsleitung 6 strömt, wird der Brennkammer 1 durch
jede einzelne der Gasdüsen 2 auf der Düsenplatte 4
zugeführt, wie deutlich aus Figur 1 ersichtlich ist. Ein
Strahl aus Sekundärluft, der der Luf tkammer 11 mittels
des Gebläses 12 zugeführt wird, wirdandererseits der
Brennkammer 1 durch jede einzelne der Luftdüsen 3 zugeführt.
Das fette Luft-/Brennstoffgemisch und die Sekundärluft
werden in dem vorgegebenen Freiraum 5 zwischen der
Prallplatte 15 und der Düsenplatte 4 ausreichend gemischt und
in der Brennkammer 1 verbrannt. Bei dieser Anordnung hat
die Düsenplatte 4 drei Gasdüsen 2 (Durchmesser: 3 mm)
und zehn Luftdüsen 3 (Durchmesser: 4 mm). Die Dicke der
Prallplatte 15 beträgt 4 mm, und der vorgegebene schmale
Freiraum S zwischen der Prallplatte 15 und der Düsenplatte 4
ist gleich 3 mm.
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Das ausreichend gemischte fette Luft-/Brennstoffgemisch
und die Sekundärluft (hier im folgenden als das Luft-/
Brennstoffgemisch bezeichnet) wird mit einem Funken von
einer Zündkerze 9 in der Brennkammer 1 für eine pulsierende
Verbrennung gezündet.
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Der hohe Explosions- und Verbrennungsdruck in der Brennkammer
1 saugt einen großen Anteil heißer
Verbrennungsnebenprodukte durch das Saugrohr 10, wohingegen ein kleiner
Anteil der heißen Verbrennungsnebenprodukte zu der
Luftkammer 11 zurückströmt. Obgleich die Prallplatte 15
verhindert, daß der hohe Rückkehrdruck in die Luftkammer 11
direkt zurückwirkt, strömt der kleine Anteil der
Verbrennungsnebenprodukte um die Prallplatte 15 herum, um
zu der Luftkammer 11 zurückzukehren. Auf diesem Weg um
die Prallplatte 15 herum werden die heißen
Verbrennungsnebenprodukte wirksam abgekühlt, und dieser
Temperaturabfall bewirkt weiterhin Kontraktion im Volumen und senkt
den Druck des abgesaugten Gases. Da das zweite Volumen
der Luftkammer 11 größer als das erste Volumen der
Brennkammer 1 ist, wie vorstehend beschrieben wurde, wird
der Rückkehrdruck von der Brennkammer 1 signifikant
reduziert, und die Verbrennungsnebenprodukte, die zu der
Luftkammer 1 zurückströmen, werden ausreichend mit der
Sekundärluft vermischt.
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Die in die Luftkammer 11 mittels des ständig
eingeschalteten Gebläses 12 kontinuierlich geführte Sekundärluft
wird mit den zurückgeströmten Verbrennungsnebenprodukten
gemischt und der Brennkammer 1 über die Vielzahl der
Luftdüsen 3 zugeführt. Unter diesen Umständen ist der
Rückkehrdruck von der Brennkammer 1 ausreichend niedrig, und das
hierfür verwendete Gebläse 12 zum Zuführen der
Sekundärluft zu der Luftkammer 11 muß keinen hohen Druck oder
hohe Kapazität aufweisen. Das Gebläse 12 mit mäßiger
Kapazität erzeugt erwünscht geringes Geräusch und geringe
Vibration. Außerdem senkt die Rückströrnung der
Verbrennungsnebenprodukte von der Brennkammer 1 den Verbrennungsdruck
in der Brennkammer 1, wodurch somit das Geräusch durch
die Verbrennung reduziert wird. Das Leistungsverminderungs-
Verhältnis kann vorzugsweise erhöht werden, indem das
Luftzufuhrvolumen, das durch das Gebläse 12 zugeführt wird,
und das Volumen des fetten Luft-/Brennstoffgemisches
gesteuert wird.
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Bei dem derartig aufgebauten Gerät mit pulsierender
Verbrennung wird der Verbrennungswirkungsgrad stark durch
das Verhältnis des Gesamtvolumens V2 eines
Luftzufuhrsystems (des Volumens der Luftkammer 11 plus dem der
Luftzuführungsleitung 14: hier im folgenden als das
Versorgungsvolumen V2 bezeichnet) zu dem Volumen V1 der Brennkammer 1
(hier im folgenden als das Brennvolumen V1 bezeichnet)
beeinflußt. Figur 2 zeigt die Veränderung der Konzentration
von Kohlenmonoxid (ausgedrückt als das Verhältnis CO/CO&sub2;)
aufgetragen über dem Verhältnis des Versorgungsvolumens
V2 zu dem Brennvolumen V1. In dem Bereich, in dem das
Versorgungsvolumen V2 kleiner als das Brennvolumen V1
ist, ist die Konzentration von CO signifikant hoch;
das bedeutet, daß der Verbrennungswirkungsgrad unerwünscht
niedrig ist. Im Gegensatz dazu ist in dem Bereich, in
dem das Versorgungsvolumen V2 größer als das Brennvolumen
V1 ist, die CO-Konzentration zuerst stark abnehrnend und
steigt dann allmählich mit dem Zunehmen des Verhältnisses
des Versorgungsvolumens V2 zu dem Brennvolumen V1 an.
In diesem Bereich ist die CO-Konzentration hinreichend
niedrig; das heißt, daß der Verbrennungswirkungsgrad
bevorzugt hoch ist.
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Je kleiner das Versorgungsvolumen V2 als das Brennvolumen V1
ist, desto mehr wird unzureichendes Mischen der
zurückströmenden Verbrennungsnebenprodukte mit der Sekundärluft
bewirkt, so daß der Verbrennungswirkungsgrad gesenkt
wird. Weiterhin reduziert ein kleines Versorgungsvolumen V2
nicht ausreichend den Rückkehrdruck und macht eine relativ
große Kapazität des Gebläses 12 erforderlich.
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Wenn das Versorgungsvolumen V2 größer als das Brennvolumen
V1 ist, erhöhen der kleinere Druckverlust und das magerere
Luft-/Brennstoffverhältnis die CO-Konzentration nur in dem
erlaubten Bereich. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das
Versorgungsvolumen V2 so bestimmt, daß es hinreichend
größer als das Brennvolumen V1 ist, umso die CO-Konzentration
auf das Minimum zu senken, wodurch auf diese Weise der
Verbrennungswirkungsgrad signifikant verbessert wird.
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Ein Gerät mit pulsierender Verbrennung gemäß der
Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen mit
den Figuren 3 und 4 beschrieben. Ein Gerät mit pulsierender
Verbrennung dieses Ausführungsbeispiels umfaßt eine
Vielzahl von Prallplatten zur Verbesserung der
Wärmeabsorptionswirkungen. Genauer gesagt, das in Figur 3 gezeigte Gerät
mit pulsierender Verbrennung enthält eine erste
Prallplatte 16 und eine zweite Prallplatte 17, die sich beide
bis zu einer vorgegebenen Länge erstrecken, wobei sie
die gesamte Vielzahl der Luftdüsen 3 und der Gasdüsen 2
auf der Düsenplatte 4 überdecken. Die erste Prallplatte 16
hat eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche,
wobei die erste Oberfläche der Düsenplatte 4 mit einem
vorgegebenen ersten Abstand gegenüberliegend angeordnet
ist und die zweite Oberfläche liegt der zweiten
Prallplatte 17 mit einem vorgegebenen zweiten Abstand gegenüber.
Die erste Prallplatte 16 und die zweite Prallplatte 17
haben identische Abmessungen in diesem
Ausführungsbeispiel. Das Gerät mit pulsierender Verbrennung ist
weiterhin mit einem Prallplattenring 18 versehen, der
radial entlang einer zylindrischen Seitenwand der
Brennkammer 1 und zwischen der ersten Prallplatte 16 und der
zweiten Prallplatte 17 angeordnet ist. Bei dem bevorzugten
Aufbau sind die erste Prallplatte 16, der Prallplattenring 18
und die zweite Prallplatte 17 in im wesentlichen gleichen
Abständen voneinander entfernt, wie es deutlich aus Figur 4
ersichtlich ist. Die Wärme der heißen
Verbrennungsnebenprodukte, die zu der Luftkammer 11 zurückströmen, wird
wirksam durch einen zickzackförmigen Strömungsweg durch
die zweite Prallplatte 17, den Prallplattenring 18 und
die erste Prallplatte 16 absorbiert.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei dem Gerät mit
pulsierender Verbrennung der Erfindung das
Versorgungsvolumen größer als das Brennvolumen eingestellt, damit
die Verbrennungsnebenprodukte teilweise zu dem
Luftzufuhrsystem zurückströmen können. Die zurückgeströmten
Verbrennungsnebenprodukte werden ausreichend mit der
Sekundärluft gemischt, die kontinuierlich mittels des
ständig eingeschalteten Gebläses zugeführt wird, und
zu der Brennkammer zurückgeführt. Bei solch einem System
wird eine günstige Verbrennung erreicht, ohne daß ein
Gebläse mit hoher Kapazität erforderlich ist, und
demzufolge wird das unerwünschte Geräusch und die Vibration
auf das Minimum reduziert.