DE8214756U1 - Ultraschallzerstaeuber-brenner fuer kleinere luftheizgeraete von ortsbeweglichen raeumen - Google Patents

Description

. J. Eberspsc-ner
Eberspächerstr. 24
7300 Esslingen/N. 18. Mai 1982

Ultraschallzerstäuber-Brenner für kleinere Luftheizgeräte won ortsbeweglichen Räumen

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallzerstäuber-Brenner für kleinere Luftheizgeräte von ortsbeweglichen Räumen, z.B. in Fahrzeugen, aber auch von Wohnwagen oder Zelten; dabei sind Heizleistungen von weniger als 10 kW gemeint.

Ultraschallzerstäuber zur Aufbereitung von flüssigem Brennstoff mit ihrer bekannten besonders guten Zerstäuberwirkung erfordern einen gegenüber dem Druckzerstäuber abweichenden Aufbau der Zünd- und Ausbrenneinrichtung, auch die Zufuhr der Brennluft mit hoher Strömungsenergie. Im Vergleich zum mit oder ohne Drehverteiler ausgerüsteten Verdampferbrenner können kurze Zünd- und Übergangszeiten bis zum Beharrungszustand erreicht werden; Nachrauchen beirr. Abstellen kann vermieden werden; im allgemeinen kann eine bessere Ausbrennung erreicht - die Schadstoff-Emission also verringert werden;
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auch können statt Glühkerzen Funkenzündungskerzen mit wesentlich geringerem Stromverbrauch verwendet werden.

Erfindungsaufgabe ist also, einen derartigen Ultraschallzerstäuber-Brenner aufzuzeigen, der diesen Anforderungen genügt -.

Dies wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs dadurch erreicht, daQ der mit einer Brennstoff-Zufuhrstelle versehene Zerstäuber über einen Zerstäuberteller in die mit Primärluft-Zufuhrstellen und der Funkenstrecke einer Zündkerze versehene Zündzone mündet, die in einer Zündkammer ausgebildet ist, die durch überwiegend gelochte Wände von der in einer Ausbrennkammer ausgebildeten, mit eigenen Sekundärluft-Zufuhrstellen versehenen Ausbrennzone von vorwiegend axialer Strömungsrichtung innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses abgetrennt ist.

Räumliche Trennung von Zünd- und Ausbrennzone sowie getrennte Zufuhr von primärer Zündluft und sekundärer Brennluft ist für einen herkömmlichen Zerstäuberbrenner durch die DE-AS 1 257 396 bekanntgeworden; die Trennung der beiden Zonen wird dabei durch ein schalenförmiges verdrängergehäuse bewirkt, in dem die Strömung des ge,-zündeten Gemisches aus zerstäubtem Brennstoff und Primärluft umgelenkt, durch einen Drosselschlitz gezwängt und schließlich mit einem entgegengesetzt ankommenden Sekundärluftstrom in Verbindung gebracht wird. Diese Anordnung erfordert außerordentlich viel Brennluftenergie und ist für Ultraschallzerstäuber ungeeignet.

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Die für einen Ultraschallzerstäuber ungeeignete erfindungs- I|

gemäße Anordnung nach Anspruch 1 ist in den Unteransprüchen in Einzelheiten beschrieben, und zwar betreffen die Ansprüche 2 bis 8 einen an einer Stirnseite des verwendeten zylindrischen Gehäuses axial-zentrisch angebrachten Zerstäuber und die Ansprüche 9 bis 12 einen nahe einer Stirnseite des zylindrischen Gehäuses radial angebrachten Zerstäuber.

Beim axial angebrachten Zerstäuber trägt die andere Stirnseite einen zur Heizluftverbrauchsstelle führenden Austrittsdiffusor, in dem die Strömungsenergie günstig in Druckenergie umgewandelt wird. Das Gehäuse trägt dabei um den Zerstäuberteller herum die Primärluft-Zufuhrstellen und am Umfang die Sekundärluft-Zufuhrstellen. Das Gehäuse ist mit radialem Abstand von einem mit Brennluft beschickten Mantel umhüllt; an den gebildeten Rinnraum sind die Primär- und Sekundärluft-Zufuhrstellen angeschlossen, so daQ eine günstige verlustarme Brennluftströmung entsteht.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Abtrennung der Ausbrennzone von der Zündzcne dadurch erreicht, daß im hinteren Teil der vom Gehäuse eingeschlossenen Zündkammer ein gelochtes Rohr mit gelochtem vorderen Boden koaxial an der hinteren Gehäusestirnwand angebracht ist und etwas in den Austrittsdiffusor hineinreicht. Zur Unterstützung können im vordersten Umfangsteil des Gehäuses, also im vordersten Teil der Zündzone, weitere Primärluft-Zufuhrstellen angebracht sein, die baulich 82 05 18 -b-

-4-den Sekundärluft-Zufuhrstellen entsprechen.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die Abtrennung der beiden Zonen dadurch erreicht, daß der Zerstäuber von einem '\

gelochten Rohrstück mit gelochtem Boden umhüllt ist, daß also eine korbförmige Zündkammer in die vom Gehäuse umschlossene Ausbrennkammer hineinreicht. Die am Gehäuseumfang angebrachten Brennluft-Zufuhrstellen sind unverändert; zur Beruhigung des Ausbrennvorganges ist dem Aus- | trittsdiffusor mit stetigem Übergang, also ohne Knick, ein kurzes zylindrisches Rohr vorgeschaltet.

Beim radial angebrachten Zerstäuber ist die zunächstliegende Gehäusestirnseite als Sekundärluft-Eintrittsdüse und die andere Stirnseite als Heizgas-Austrittsflsnsch ausgebildet, was besonders günstige Strömungsverhältnisse erbringt. Der Zerstäuber trägt seitlich, zusätzlich zur Brennstoff-Zufuhrstelle, eine Primärluft-Zufuhrstelle; diese Luft strömt am Zerstäuber entlang und schließlich um den Zerstäuberteller herum angeordnete Austrittsstellen in die Zündkammer aus.

Beim ersten Ausführungsbeispiel dieser radialen Zerstäuberanordnung wird die Abtrennung der beiden Zonen dadurch erreicht, daß ein äquidistant zum Gehäuseumfang verlaufendes Wandstück, zwei axial anschließende gelochte Querwände und wenigstens eine in Umfangsrichtung abschließende radiale gelochte Längswand eine ringsektorförmige Zündkammer bilden, die im vorderen Teil der vom Gehäuse eingeschlossenen Ausbrennkammer liegt. § 82 05 18 -5-

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Beim zweiten Ausführungsbeispiel dieser radialen Zerstäuberanordnung ist die Zündkammer durch eine rohrförmige Verlängerung der Sekundärluft-Eintrittsdüse zusammen mit einer anschließenden gelochten Querwand zu einer Ringform erweitert.

Beim dritten Ausführungsbeispiel dieser radialen Zerstä'uberanordnung ist jene rohrförmige Verlängerung innerhalb der Zündkammer gelocht und die anschließende ringplattenförmige Querwand ggf. ungelocht ausgebildet; dadurch strömt das gezündete Gemisch, anders als beim zweiten Ausführungsbeispiel, nicht mehr radial einwärts in den Sekundärluftstrom, sondern direkt axial in die vom Gehäuse eingeschlossene Ausbrennkammer.

Beim vierten Ausführungsbeispiel dieser radialen Zerstäuberanordnung ragt jene rohrförmige Verlängerung bis in die vom Gehäuse eingeschlossene Ausbrennkammer hinein; sie und/oder ihre Stirnplatte ist gelocht ausgebildet, so daß der Mischbereich in der Ausbrennzone besonders groß ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung mit mehreren Ausführungsbeispielen erläutert; dabei zeigt

Fig. 1 einen axial angeordneten Ultras.challzerstäuber-Brenner mit in einem gelochten Rohr abgetrennter Brennzone und

Fig. 2 mit in einem gelochten Rohrstück abgetrennter Zündzone, jeweils im Längsschnitt ;

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Fig. 3 einen radial angeordneten Ultraschallzerstäuber-Brenner mit kreisringsektorförmig abgetrennter Zündzone, und zwar im Längsschnitt und

Fig. 4 im Querschnitt;

Fig. 5 einen solchen Ultraschallzerstäuber-Brenner, jedoch mit kreisringförmig abgetrennter Zündzone, und zwar im Längsschnitt und

Fig. 6 im Querschnitt;

Fig. 7 die gleiche Vorrichtung, jedoch mit geänderter Trennu/andlochung, und

Fig. 8 mit geänderter Sekundärluftzufuhr, jeweils im Längsschnitt.

Nach Fig. 1 ist der Ultraschallzerstäuber-Brenner 1 axialzentrisch an der Stirnseite eines zylindrischen Gehäuses 7 angebracht. Er ist mit einer seitlichen Brennstoff-Zufuhrstelle la versehen und u/eist einen Zerstäuberteller la auf, um den herum Primärluft-Zufuhrstellen 4 angeordnet sind. Er mündet, ebenso wie die Funkenstrecke einer Zündkerze 2, in die vorn gelegene Zündzone 3a einer vom Gehäuse eingeschlossenen Zündkammer 3. In deren nach hinten verlängerten 82 05 18 -7-

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Teil 3b ragt eine durch ein gelochtes Rohr 5a mit gelochtem vorderen Boden 5b gebildete Ausbrennkammer 5. Dieses Rohr reicht etwas in einen an der hinteren Gehäusestirnseite angebrachten Heizgas-Austrittsdiffusor 8 hinein.

Das Gehäuse trägt am Umfang Sekundärluft-Züfuhrstellen und ist von einem mit Brennluft beschickten Mantel 10 umhüllt; an dessen Innenraum sind die Primärluft-Zufuhrstellen 4a am vordersten Teil des Gehäuseumfangs sowie die Sekundärluft-Zufuhrstellen 6 angeschlossen. Zerstäubter und mit Primärluft innig vermischter Brennstoff gelangt an den Zufuhrstellen 4 am Zerstäuberteller Ib vorbei zur Funkenstrecke innerhalb der Zündkammer 3. Das gezündete Gemisch gelangt durch die gelochten Wände 5a und 5b in die Ausbrennkammer 5, in welche durch die Zufuhrstellen 6 über den hinteren Teil der Zündkammer Sekundärluft einströmt. Nacherfolgter Ausbrennung strömt das erzeugte Heizgas durch den Austrittsdiffusor 8 ?ur Heizgas-Bedarfsstelle.

Nach Fig. 2 ragt in unterschiedlicher Weise die von einem gelochten Rohrstück 3¹ mit gelochtem hinteren Boden 3b' gebildete Zündzone 3a¹ in einen nach vorn verlängerten Teil 5c' der vom Ge^häuse 7 umschlossenen Ausbrennkammer 5' hinein. Dem an der hinteren Gehäusestirnseite befestigten Heizgas-Austrittsdiffusor 8 ist hier mit stetigem Übergang ein als Flammenblende wirkendes kurzes Rohrstück 9 vorgeschaltet.

Nach Fig. 3 und 4 ist der Ultraschallzerstäuber-Brenner nahe einer als Sekundärlufteintrittsdüse 6'' ausgebildeten Stirnseite des Gehäuses 7 radial an diesem angebracht. 82 05 18 -8-

Die andere Stirnseite des Gehäuses ist als Heizgas-Austritts-Flansch 7a ausgebildet. Der Zerstäuber-Brenner trägt seitlich eine Eintrittsstelle 4b für Primärluft, die dann am Zerstäuber vorbeiströmt und durch um den Zerstäuberteller Ib herum angeordnete Austrittsstellen 4'' unter inniger Mischung mit dem zerstäubten Brennstoff in die Zündzone 3a¹' gelangt, \no das Gemisch an die Funkenstrecke der Zündkerze 2 aufprallt.

Die Zündkammer ist hierbei durch ein äquidistant zum Gehäuseumfang verlaufendes, also teilkreisförmiges gelochtes Wandstück 3¹¹. durch zwei axial anschließende gelochte Querwände 3b¹' sovi/ie durch eine in Umfangsrichtung einseitig abschließende radiale gelochte Längswand 3c¹¹ gebildet.

Nach Fig. 5 und 6 trägt die Sekundärluft-Eintrittsdüse 6'' in Abänderung zu Fig. 3 und 4 eine rohrförmige Verlängerung ο¹¹¹, welche zusammen mit einer anschließenden gelochten Querwand 3¹¹¹, die Zündzone 3a^1fl von der Ausbrennzone 5'¹' abtrennt.

Nach Fig. 7 ist die rohrförmige Verlängerung in Abänderung zu Fig. 5 und 6 gelocht und die anschließende Querwand 3'¹'

ungelocht ausgebildet. "

Nach Fig. 8 erstreckt sich die rohrförmige Verlängerung 6''' in Abänderung zu Fig. 5 und 6 bis in die Ausbrennzone 5'¹' hinein und ist dort an ihrem Umfang und an ihrer Stirnplatte

3b¹¹' gelocht ausgebildet. |

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Claims (14)

Patent Ansprüche

1. Ultraschallzerstäuber-Brenner für kleinere Luftheizgeräte von ortsbeM/eglichen Räumen, z.B. in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Brennstoff-Zufuhrstelle (la) v/ersehene Zerstäuber (1) über einen Zerstäuberteller (Ib) in die mit Primärluft-Zufuhrstellen (4, 4a, 4b, 4""¹ und der Funkenstrecke einer Zündkerze (2) versehene Zündzone (3a, 3a¹, 3a", 3a¹'¹) mündet, die in einer Zündkammer (3, 3', 3¹¹, 3'¹') ausgebildet ist, die durch überwiegend gelochte Wände von der in einer Ausbrennkammer ausgebildeten, mit eigenen Sekundärluft-Zufuhrstellen (6, 6¹', 6'¹') versehenen Ausbrennzone (5, 5', 5", 5^I!I) von vorwiegend axialer Strömungsrichtung innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (7) abgetrennt ist.

2. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) an einer Stirnseite des zylindrischen Gehäuses (7) axial-zentrisch angebracht ist, dessen andere Stirnseite einen Heizgas-Austritttsdiffusor (8) trägt (Fig. 1 und 2).

3. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) an seiner einen

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Stirnseite um den Zerstäuberteller (Ib) herum die
Primärluft-Zufuhrstellen (4) und am Umfang die
Sekundärluft-Zufuhrstellen (6) trägt.

4. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) einen mit Brennluft beschickten Mantel (10) trägt, an dessen Innenraum die Primär- und Sekundärluft-Zufuhrstellen (4, 4a, 6) angeschlossen sind.

5. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbrennkammer (5) durch ein in einen axial nach hinten verlängerten Teil (3b) der Zündkammer (3) koaxial hineinragendes gelochtes Rohr (5a)
mit gelochtem vorderen Boden (5b) gebildet ist und daß dieses Rohr etwas in den Heizgas-Austrittsdiffusor (8) hineinreicht (Fig. 1).

6. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im vordersten Umfangsteil des
Gehäuses (7) u/eitere Primärluft-Zufuhrstellen (4a) angebracht sind.

7. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 4,"dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzone (3a¹) durch ein in
einen axial nach vorn verlängerten Teil (5c¹) der Ausbrennkammer (5¹) hineinragendes gelochtes Rohrstück
(3¹) mit gelochtem hinteren Boden (3b¹) von der Aus-82 05 18 -3-

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brennzone abgetrennt ist (Fig. 2).

8. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Heizgas-Austrittsdiffusor (8) mit stetigem Übergang ein kurzes Rohrstück (9) vorgeschaltet ist.

9. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) nahe einer als Sekundärluft-Eintrittsdüse (6¹¹) ausgebildeten Stirnseite des die Ausbrennzone (5¹¹, 5'¹¹) einschließenden zylindrischen Gehäuses (7) radial an diesem angebracht ist, dessen andere Stirnseite als Heizgas-Austrittsflansch (7a) ausgebildet ist (Fig. 3 bis 8).

10. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) eine seitliche Primärluft-Eintrittsstelle (4b) trägt und daß um den Zerstäuberteller (Ib) herum Primärluft-Austrittssteilen (4¹¹) angeordnet sind.

11. ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzone (3a'') durch ein äquidistant zum Umfang des Gehäuses (7) verlaufendes gelochtes Wandstück (3¹¹), durch zwei axial anschließende gelochte Querwände 3b'¹) und durch wenigstens eine in Umfangsrichtung abschließende radiale gelochte Längswand (3c'') von der Ausbrennzone (5¹¹) abgetrennt ist (Fig. 3 und 4).

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12. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluft-Eintrittsdüse (6¹¹) eine rohrförmige Verlängerung (6¹¹¹) trägt, v/eiche zusammen mit einer anschließenden gelochten Querwand (3¹¹¹) die Zündzune(3a' ' ') von der Ausbrennzone (5¹¹¹) abtrennt (Fig. 5 und 6).

13. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verlängerung (6¹¹¹) im Bereich der Zündzone (3a¹¹¹) gelocht und die anschließende Querwand (3¹¹¹) ggf. ungelocht ausgebildet ist (Fig. 7).

14. Ultraschallzerstäuber-Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Verlängerung (6¹'¹) bis in die Ausbrennzone (5'¹¹) hineinragt und am Umfang und/oder an ihrer Stirnplatte (3b¹¹¹) gelocht ausgebildet ist (Fig. 8).

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