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Gerät zum Erwärmen eines Luftstromes Die Erfindung bezieht sich auf
ein Gerät zum Erwärmen eines Luftstromes, bei welchem der Luftstrom an einem durch
flüssigen Brennstoff aufgeheizten Heizkörper vorbeistreicht und Thermostaten vorgesehen
sind, die sowohl durch die Luft als auch durch die Heizgastemperatur beeinflußt
werden und auf die Heizvorrichtung zurückwirken.
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Solche Geräte werden vornehmlich dazu benutzt, Motoren, insbesondere
Flugzeugmotoren, mittels des Warmluftstromes anzuwärmen, bevor sie angelassen, d.
h. in Betrieb gesetzt werden. Es .kommt darauf an, daß das Gerät, das selbst durch
einen Motor angetrieben wird, in kurzer Zeit in Betrieb gesetzt werden kann, selbst
wenn das Gerät vorher unter der Einwirkung niedrigerer Temperaturen und der dadurch
entstehenden Hindernisse beim Anlassen gestanden hat. Dabei ist ferner zu berücksichtigen,
daß die vom Gerät erzeugte Warmluft, mit der der zu erwärmende Motor angelassen
wird, weder zu heiß noch zu kalt gehen darf.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, das Gerät so einzurichten, daß der
kleine zudem Gerät gehörende Motor bei zu heiß gehender Luft ebenso wie bei zu kalt
gehender Luft selbsttätig im Sinne der gestellten Forderung beeinflußt wird. Diese
Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in das Gerät ein Zeitschalter eingeschaltet ist,
der den Motor, - welcher den Brennstoff und die Luft fördert, zunächst einmal unabhängig
von jeder Temperatur in Gang hält, derart, daß erst kurz vor Ablauf des vom Zeitschalter
gesteuerten Uhrwerkes infolge des nunmehr erreichten Wärmezustandes die Thermostaten
auf den Motor rückwirken können.
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Zu Anfang der Inbetriebsetzung des Gerätes wird der erzeugte Luftstrom
immer zu kalt gehen, und es wird dann unweigerlich durch die vorhandene Reglerwirkung
eine Rückwirkung auf den Motor stattfinden, die gar nicht beabsichtigt ist; denn
erst wenn der Warmluftstrom betriebsfertig erzeugt ist, soll ja eigentlich die Einregelung
stattfinden, die dafür sorgt, daß der zu kalt gehende Luftstrom ohne Unterbrechung
auf die nötige Temperaturgebracht und d er zu heiß gehende Luftstrom herabgekühlt-
wird.
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Durch die Erfindung wird der Motor zunächst einmal ganz unabhängig
von jeder
Temperatur eine Zeitlang in Gang gehalten, derart, daß
erst kurz vor Ablauf der durch den Zeitschalter bestimmten Zeitspanne infolge des
nunmehr erreichten Wärtnezustaiides die Thermostaten auf den Motor rückwirken können.
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Bei Brennern für flüssige Brennstoffe, niit denen beispielsweise ein
Ofen beheizt werden soll, ist es bekannt, einen Hilfsschalter zu verwenden, der
den Motor bei Inbetriebsetzen der Vorrichtung so lange in Tätigkeit hält, als ein
anderer Hauptschalter noch nicht in Tätigkeit getreten ist. Dieser Hauptschalter
tritt erst in Tätigkeit, wenn der Betrieb des Ofens in vollem Gange istund dementsprechend
ein Thermostat in der Abgasleitung entsprechend warm geht, der den Hilfsschalter
abschaltet, so daß nun der Strom zum elektrischen Betrieb des Motors durch einen
anderen, nämlich durch einen Druckschalter bewirkt wird.
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Demgegenüber findet bei der Erfindung ein Zeitschalter Anwendung mit
einem Uhrwerlz, das zunächst nach dem Inbetriebsetzen des Motors gespannt, aber
nacht Ablauf einer vorbestimmten regelbaren Zeitspanne stillgesetzt %vird, ohne
daß dieses Stillsetzen von anderen Einrichtungen des Gerätes abhängig ist. Es wird
also hier eine Zeitspanne geschaffen. die mit den Betriebsverhältilissen an und
für sich gar nichts zu tun hat und auch durch keinen Thermostaten o. dgl. irgendwie
beeinflußt werden kann. Es kommt lediglich darauf an, dali diese Zeitspanne richtig
bemessen wird, um zu dem gewünschten Ziele zu gelangen, daß der Motor nicht etwa
vorzeitig durch anderweitige Regelungsvorrichtungen stillgesetzt werden kann.
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Zweckmäßig wird der Zeitschalter finit seinem Uhrwerk durch die Verschwenkung
eines Schalthebels gespannt und in Gang gesetzt, der von einem in den Strom der
Verbrennungsgase .eingeschalteten Thermostaten aus durch einen Ausdehnungskörper
und von der von einem Verbrennungskraftmotor aus allgetriebenen Förderpumpe durch
einen bei Überdruck wirksam werdendenAusdehnungskörper ausbalanciert wird.
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In dieser Ausführung ist die Erfindung auf der Zeichnung schematisch
dargestellt. DerSrennstoff ist in dem Behälter i untergebracht. Er wird in der Rohrleitung
2 von der Brennstoffpumpe 3 angesaugt und durch die Leitung .I der Düse 5 zugeführt.
Der Verbrennungsraum kann irgendwie in bekannter Weise ausgebildet sein. Die heißen
Gase können also beispielsweise durch Heizrohre 6 hindurchtreten, an denen außen
die aufzuheizende Luft vorbeistreicht. Der Austritt derHeizgase erfolgt durch dieAhgasleitt1ng7,
in der der '\Ä-ärinefiililer für die Abgase angeordnet ist. Dieser Wärmefühler S
steht übe idie Leitung 9 in Verbindung mit dem Federrolirkolben io und bewirkt je
nach der Tein-,)urzitur der Abgase eine Ausdehnung oder Zusammenziehung dieses Kolbens,
die eine Ve i-schiebung der Kolbenstange i i bewirkt.
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Von der Brennstoffpumpe 3 führen kIilfslei ungen 12 unr1 13 nach einem
Zylinder 14. in deni ein Kolben 15 verschiebbar angeorrInet ist. Die Kolbenstange
16 des Kolbens 15 ist in Lagern 17 und 189 verschiebbar gelagert. Auf ihr sitzt
ein Anschlagring i9, der mit zwei im Maschinengestell angeordneten einstellbaren
Anschlägen 2o und 21 zusatlilnenarbeitet, die den Verstellweg des Kolbens i; begrenzen.
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Wenn die Düse 5 den ihr durch die Brennstoffleitung d. zugeführten
Brennstoff nicht verbraucht, erfolgt ein Riickstan der Flüssigkeit, der sich durch
die Hilfsleitung 12 iin Zylinder 14 bemerkbar macht und bestrebt ist. den Kolben
15 nach rechts zu verschieben. Dabei gibt der Kolben i5 einen Ringkanal 22 frei:
der zu der Rücklaufhilfsleitun- 13 führt. so daß die Flüssigkeit durch diese Leitung
wieder zurück zur Brennstoffpumpe 3 gelangen kann.
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Eine Pzder 23. die an einem Ansatz 24 ini 1laschinengestell und einem
Ansatz 25 all einem uni die Achse 26 drehbaren Hebel 27
angreift, ist bestrebt.
den Hebel 27 entgegengesetzt dem Uhrzeigerdrehsinne zu verschwenken. Sie legt sich
dabei gegen das Ende 2,9 der Kolbenstange 16 und ist bestrebt. diese nach links
zu verschwenken. Te nachdem, ob der Federdruck oder der Staudruck im Zylinder stärker
ist, wird daher der Kolben 15 entweder nach rechts oder nach hink: verschoben. Uni
bei geringem Standruch ini Zylinder i.1 eine Verschiebung des Kolbens i durch die
Feder 23 allzu weit nach links zti verhindern, ist der Anschlag -2o vorgesehen.
der zweckmäßigerweise so eingestellt ist. dall in seiner linken Grenzlage der Kolben
i 5 den Ringkanal 2 gerade so dato hei auftretender Drucksteigerung der Flüssigkeit
und anschließender Verschiebung de: Kolbens 15 sofort ein Rücklauf der Flüssigkeit
durch die Hilfsleitung 13 erfolgen kann. Man kann mit Hilfe des Anschlages 2o den
Brennstofförderdruck genau einregulieren. Der Allschlag 21 dient im wesentlichen
dazu, den Hub des Kolbens 15 zu begrenzen und die Einstellung der gewünschten unteren
Brennerleistung zu erzielen, so daß bei sinkendem Flüssigkeitsdruck die Feder 23
schnell ihn Sinne einer Steigerung des Flüssigkeitsdruckes wirksam werden kann.
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Wenn der Kolben 15 in seilte rechte Grenzlage gefiihrt wird, dann
legt sich gleichzeitig ein am Hebel 27 befindlicher Kontakt 2c-) alt
einen
Gegenkontakt 3o. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen. Die Schließung dieses
Stromkreises bewirkt .sofortige Stillsetzung des Antriebsmotors 3 i, der ein Verbrennungsinotor
oder ein Elektromotor sein kann. Für den Fall einer Verstopfung in der Brennstoffleitung
4 zwischen Brennstoffpumpe 3 und Düse 5 würde also der-'im Zylinder i4 ansteigende
Druck eine Stillsetzung der Vorrichtung ergeben. Diese ist in der Weise ausgebildet,
daß vom Motor 31 gleichzeitig der Exhaustor 32, die Brennstoffpumpe 3 und
der Zündmagnet für den Brenner ,angetrieben wird.
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Der Exhaustor 32 saugt Frischluft durch seine Eintrittsöffnung 53
an und drückt sie an den Heizröhren 6 vorbei durch die Austrittsöffnung 54 hindurch,
von der sie zur Behandlung des entsprechenden Gutes weitergeführt werden. In der
Auslaßöffnung 54 ist ein Wärmefühler 33 angeordnet, der über die Verbindungsleitung
34 auf den Federrohrkolben 35 einwirkt. Er ist im Gehäuse 36 angeordnet und steht
unter der Einwirkung der Feder 37. Dehnt sich der Kolben 35 aus, so verschwenkt
er mit seiner Kolbenstange 38 den Hebel 27. Steigt die Temperatur der Warmluft,
die an dem Fühler 33 vorbeistreicht, über ein gewisses Maß an, dann dehnt sich der
Kolben 3 5 aus, und die Kolbenstange 38 verschwenkt den Hebel 27 um seinen Drehpunkt
26 so lange, bis der Kontakt 29 den Kontakt 3o berührt. Die Schließung der Kontakte
bewirkt auch die Schließung eines Stromkreises, durch den der Motor 31 stillgesetzt
wird. Es kann also niemals eintreten, daß zu heiße Luft an das zu behandelnde Gut
kommt und dadurch Schaden anrichtet. Wenn die Vorrichtung automatisch ausgerückt
ist, muß in der üblichen Weise die Wiederinbetriebnahme erfolgen.
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Der Kolben 35 dient aber auch gleichzeitig dazu, den Druck in der
Förderleitung 4. einzuregeln und damit die Fördermenge, die der Düse 5 zugeführt
wird. Sowie die Temperatur, die der Wärmefühler 33 registriert, abzusinken beginnt;
zieht sich auch der Kolben 35 zusammen, und infolgedessen kann die Feder 23 wirksam
werden und den Hebel 27 entgegengesetzt -dem Uhrzeigerdrehsinne verschwenken. Sie
drückt dabei auf das Ende 28 der Kolbenstange 16 und verschiebt diese mitsamt dem
Kolben 15 nach links. Dadurch wird je nach dem Maße der Verschiebung der Ringraum
22 und damit die Rückflußhilfsleitung 13 mehr oder weniger abgeschlossen. Damit
steigt auch der Druck in der Förderleitung 4 und infolgedessen auch die Brennstoffmenge,
die durch die Düse 5 gefördert wird.
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Von der Brennstoffleitung 4 fuhrt eine Ab-
zweigung 39 zu dem
Federrohrkol:ben 40, der in dein Gehäus-e 41 angeordnet ist und unter dem Druck
der Feder 42 steht. Je nach dem Druck, :den die Flüssigkeit in der Rohrleitung 4
und 39 aufweist, wird sich der Federrohrko:ben 4o entgegen dem Drucke der Feder
42 mehr oder weniger ausdehnen oder zusammenziehen. Bei auftretendem Bruch inderFörderleitungq.
sinkt sofort der Flüssigkeitsdruck, und infolgedessen kommt .die Feder 42 zur Wirkung
und verschiebt den Kolben 4o und mit ihm düe Kolbenstange 43 nach links im Sinne
der A,bb. i. Bei normalem Betriebszustand liegt die Kolbenstange 43 an einem Hebel
44
an, der um die Achse 45 drehbar angeordnet ist und durch,die Feder 46 dauernd
gegen den Kolben 43 gezogen wird. Geht die Kolbenstange 43 nach links, so verschwenkt
sich auch der Hebel 44 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne und führt :den Kontakt
47 an den Kontakt 48 heran. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, dessen Schließung
eine sofortige Stillsetzung des Motors 31 und damit der ganzen Vorrichtung
bewirkt.
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Weiter oben war schon ausgeführt, daß der Wärmefühler 8 den Kolben
i i steuert. Kühlen sich also die Abgase des Brenners ab, dann zieht sich der Federrohrkolb-en
i o zusammen, und- die Kolbenstange ii geht nach links. Infolgedessen läßt der Druck
der Feder 49 auf den Hebel 44 nach, der dem Drucke der Kolbenstange 43 ;gemeinsam
mit der Feder 46-das Gleichgewicht gehalten hat. Die Kolbenstange 43 kann infolgedessen@bei
zunehmendem Brennstoffdruck wirksam werden und die Kontakte So, 51 :miteinander
.in Berührung bringen und dadurch einen Stromkreis schließen, der den Antriebsmotor
stilisetzt.
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Geht man von <dem Zustande aus, wo sich der den Brennstoff und
die Luft fördernde Motor in regelrechtem Betriebe .befindet, dann gilt folgendes:
Der Motor 31 befindet sich in vollem Betriebe. Es arbeitet also :der Ventilator
32 und erzeugt einen Luftstrom, der durch die Heizkanäle des Vorwärmers 6 hindurchgeht
und bei 54 .in Pfeilrichtung austritt. Dieser Luftstrom wird unterwegs in dem Vorwärmer
aufgeheizt, indem nämlich der durch die Leitung ,4 nach dem Brenner 5 zu strömende
Brennstoff verbrannt wird und die dadurch entstehenden heißen Gase durch die Röhren
des Vorwärmers 6 hindurchstreichen, um durch den Stutzen 7 in Pfeilrichtung auszutreten.
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Gleichzeitig treibt der Motor 31 noch die Benzinpumpe 3 an,
;die den ihr aus dem Behälter i Tiber die Leitung 2 zugeleiteten Brennstoff in die
Leitung 4 pumpt.
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Gehen nun die Gase, die den Vorwärmer 6 durchstreichen, zu heiß, dann
.bewirkt der Thermostat 8 durch den Ausdehnungskörperio
eine Schließung
des Kontaktes 4i, 48, wodurch der Motor 31 stillgesetzt wird.
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Tritt eineVerstopfung in der Bren.nerdiise; ein, dann arbeitet die
Pumpe 3 weiter, aber nun tritt in der Abzweigleitung 39 ein Überdruck ein, der auf
den Ausdehnungskörper einwirkt. Es wird durch Verschwenkung des Teiles 44 der Kontakt
5o, 5 r geschlossen, also auch der Motor 3 i stillgesetzt.
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Geht der Luftstrom, der aus dein Stutzen 5 1
austritt,
zu heiß, dann tritt der Thermostat 33 in Tätigkeit; er wirkt auf,einenAusd,ehnungskörper
35, der die Verschwenkung des Hebel @; herbeiführt und damit den Kontakt 29, ; o
schließt. Infolgedessen wird wiederum der 110t017 31 stillgesetzt.
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Falls die Pumpe mit Überdruck arbeitet, wird der Kolben 15
verdrängt, um den Rücklauf',veg 13 freizugeben, so daß der Heizstoff einfach in
der Pumpe umläuft. Erhöht sich der Überdruck noch «-eiter über Gebühr, dann wird
der Kolben noch mehr verdrängt, so daß das Ende der Kolbenstange auf den Hebel 27
drückt und ihn schließlich so weit verdrängt. daß wiederum der Kontakt 29,
30 geschlossen wird, was zur Stillsetzung des Motors 3 i führt.
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So arbeitet das Gerät, nachdem der Motor 31
angelassen ist und
sich in vollem Betriebe befindet. Jedesmal, wenn die gewünschten Verhältnisse nach
vorheriger Beeinflussung der Kontakte, die das Stillsetzen des Motors bewirkt haben,
wieder eingetreten sind, werden dieseKontakte in ihreAnfangsstellung zurückgezogen,
was durch entsprechend eingeschaltete Federn 37, d2 und 49 geschieht.
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Wenn es sich um die anfängliche Inbetriebsetzung des Gerätes bzw.
des Motors 3i handelt, dann fängt zunächst die Pumpe 3 sofort an zu arbeiten und
erzeugt in der Leitung ..l bzw. in der Leitung 39 einen Druck. Dieser Druck wirkt
Über den Ausdehnungskörper do auf den Hebel 44, durch dessen nicht bis zum Schluß
der Kontakte 5o, 51 getriebene Verschwenkung ein mit dem Zeitschalter 52 verbundenes
Uhrwerk gespannt wird. Inzwischen ist nun bei 5 gleichzeitig durch ,einen vom Motor
V i aus in Tätigkeit gesetzten Zündniagneten die Zündung des zugeförderten Brennstoffes
in Gang gesetzt worden, und es tritt demnach der Thermostat 8 in Wirkung. Dadurch
wird auf den Ausdehnungskörper in eingewirkt und der Hebel 44 so verschwenkt, daß
der Zeitschalter in Gang gesetzt wird. Er verhindert, daß der Motor 31 während
der Zeit, in der sein Uhrwerk läuft, stillgesetzt -,werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß in dieser Zeit die aus dem Stutzen 5-1 austretende erwärmte Luft nicht eine
Temperatur erreichen kann, die auf den Thertno-:taten 33 im Sinne der Verschwenkung
d°" Hebels 2; einwirken könnte. Erst wenn der "Zeitschalter bei Ablauf seines Uhrwerkes
seine Wirksamkeit einstellt und der «-arme Luftstrom bereits genügend erwärmt ist,
können die Regelungen in die Erscheinung treten, die bei vollem Betriebe, wie bereits
geschildert, wirksam werden.
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Wie gezeigt, handelt es sich um eine Einrichtung, die in keiner Weise
von einem elektrischen Betriebsstrom und seinen Unsicherheiten abhängig ist, sondern
bei der alle Steuerungen der Kontakthebel für den vorn Motor selbsterzeugten Zündkerzenstrom
rein mechanisch bewirkt werden.