DE927109C

DE927109C - Vibrating burner

Info

Publication number: DE927109C
Application number: DEH9391A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl-Ing Dr-Ing Huber
Original assignee: Heizmotoren GmbH
Current assignee: Heizmotoren GmbH
Priority date: 1951-08-10
Filing date: 1951-08-10
Publication date: 1955-04-28

Description

Schwingbrenner Die Erfindung betrifft einen Schwingbrenner, d. h. ein Verbrennungsgerät, dessen Brennkammer mit dem ventillos angeschlossenen Abgaskanal einen akustischen Resonator bildet, der durch periodisch innerhalb der erwähnten Brennkammer erzeugte Verpuffungen in seiner Eigenfrequenz angeregt wird. Brennkammer und Abgaskanal eines solchen Schwingbrenners erhitzen sich im Betrieb in erheblichem Maße und können daher als Wärmequelle verwendet werden. Aus dem Abgaskanal tritt ein pulsierender, heißer Gasstrahl aus, der ein erhebliches Maß an kinetischer Energie besitzt und so einen motorlosen Heißgasbläser zu schaffen ermöglicht.Oscillating burner The invention relates to an oscillating burner, i. H. a combustion device, the combustion chamber of which is connected to the exhaust gas duct without valves forms an acoustic resonator, which by periodically within the mentioned Combustion chamber generated deflagrations is excited in its natural frequency. Combustion chamber and the exhaust gas duct of such a vibrating burner heat up considerably during operation Dimensions and can therefore be used as a heat source. Comes out of the exhaust duct a pulsating, hot jet of gas that has a significant amount of kinetic energy and thus enables a motorless hot gas blower to be created.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei einfachen, rohrförmigen Schwingbrennern das zugleich als Brennraum und Abgaskanal dienende Resonanzrohr mit einem Mantelrohr zu umgeben und die Strahlwirkung seines Abgasstrahles zu benutzen, um Frischluft durch diesen Mantel hindurchzusaugen. Diese Luft kühlt dann das Resonanzrohr auf seiner ganzen Länge, wird hierbei selbst erwärmt und mischt sich schließlich im Strahlgebläse mit den heißen Abgasen des Resonanzrohres zu einem Warmluftstrahl von mittlerer Temperatur. Dieser kann z. B. zum Anwärmen von Motoren, zum Auftauen von Rohrleitungen oder Weichen und zu ähnlichen Zwecken verwendet werden, bei denen das entstehende Geräusch nicht stört.It has already been proposed for simple, tubular oscillating burners the resonance tube with a jacket tube, which also serves as a combustion chamber and exhaust duct to surround and to use the jet effect of its exhaust gas jet to fresh air sucking through this coat. This air then cools the resonance tube its entire length, is heated by itself and finally mixes in the Jet blower with the hot exhaust gases of the resonance pipe to a warm air jet of medium temperature. This can e.g. B. for heating engines, for thawing used by pipelines or switches and for similar purposes where the resulting noise does not disturb.

Bekanntlich erhält man unter Benutzung eines Abgaskanals, dessen Querschnitt wesentlich kleiner als der Querschnitt der Brennkammer ist, erheblich schwingungsstabilere Brenner als mit einfachen, nach dem Vorbild einer gedeckten Pfeife schwingenden Resonanzrohren. Die Übertragung der oben beschriebenen Bauweise auf solche Brenner ergab jedoch einen überraschend schwachen Gebläseeffekt.As is known, when using an exhaust duct, its cross-section is much smaller than the cross section of the combustion chamber, considerably more stable Brenner than with a simple swinging pipe, modeled on a covered pipe Tuned pipes. The transfer of the construction described above to such burners however, gave a surprisingly weak fan effect.

Untersuchungen haben gezeigt, daß dies auf die wesentlich andersartige Temperaturverteilung zurückzuführen ist, welche sich bei Schwingbrennern mit geräumiger Brennkammer und verhältnismäßig engem Abgasrohr ergibt. Denn bei Schwingbrennern dieser Art geht der überwiegende Anteil der entstehenden Wärme auf die Wandungen der Brennkammer und des ersten, kurzen Stückes vom Abgaskanal über. Diesen Teilen kann .daher eine große Wärmemenge entzogen werden, während eine Kühlung der zweiten Hälfte des Abgaskanals den thermodynamischen Wirkungsgrad der Gebläsewirkung in unerwünschter Weise herabsetzt.Research has shown that this is due to the significantly different Temperature distribution is due, which is in the case of oscillating burners with more spacious Combustion chamber and relatively narrow exhaust pipe results. Because with oscillating burners In this way, the majority of the heat generated goes to the walls the combustion chamber and the first, short piece from the exhaust duct over. These parts can. therefore a large amount of heat can be extracted while cooling the second Half of the exhaust duct the thermodynamic efficiency of the fan action in undesirably lowers.

Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Kühlluft nicht über den ganzen Brenner hinweggesaugt, sondern durch den Zwischenraum zwischen der Brennkammer und einem die Brennkammer umgebenden Mantel hindurchgeblasen wird. Zu diesem Zweck bildet das Ende des Abgaskanals bei dem Schwingbrenner gemäß der Erfindung mit dem Einlaßrohr des Brennkammermantelraumes ein Strahlgebläse, ° welches Frischluft in diesen Mantelraum einbläst. Hierdurch wird eine besonders wirksame Kühlung der Brennkammer erzielt, während das Ende des Abgaskanals nahezu ungekühlt bleibt, so daß ein kräftiger Abgasstrahl entsteht und der Warmluftstrom, welcher .das Auslaßrohr des erwähnten Mantelraumes verläßt, eine entsprechende Beschleunigung erhält.According to the invention, this disadvantage is eliminated in that the cooling air is not sucked over the entire burner, but is blown through the space between the combustion chamber and a jacket surrounding the combustion chamber. For this purpose, the end of the exhaust gas duct in the oscillating burner according to the invention and the inlet pipe of the combustion chamber jacket space form a jet fan which blows fresh air into this jacket space. This achieves a particularly effective cooling of the combustion chamber , while the end of the exhaust gas duct remains almost uncooled, so that a powerful exhaust gas jet is created and the warm air flow, which leaves the outlet pipe of the aforementioned jacket space, is accelerated accordingly.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der dem Strahlgebläse .erfindungsgemäß nachgeschaltete Mantelraum der Brennkammer zugleich als Schalldämpfer wirkt, so daß ein wesentlich vermindertes Geräusch entsteht. Zur weiteren Geräuschminderung kann man diesen Mantelraum nach Art eines Schalldämpfers mit - eingebauten Prallblechen ausrüsten und der Frischluftzuführung des Strahlgebläses einen Ansaugschalldämpfer vorschalten. -Man erhält .die günstigste Temperaturverteilung und eine nahezu vollständige Übertragung der erzeugten Verbrennungswärme auf den Warmluftstrahl, welcher das Auslaßrohr des erwähnten Mantelraumes verläßt, wenn man das Einlaßrohr dieses Mantelraumes so ausbildet, daß es den an die Brennkammer .anschließenden Teil des Abgaskanals etwa auf ein Viertel seiner Gesamtlänge umgreift und dann in einen Trichter ausmündet, in den das gleichmittig zum ersten Teil zurückgeführte Ende- des Abgaskanals den Abgasstrahl einbläst. _ Denn hierbei wird das Endstück des Abgaskanals durch das in seiner Achse liegende Mittelstück beheizt, und es befinden :sich alle. Brennerteile unter wirksamem Schutz gegen alle Wärmeverluste, die nicht zur Beheizung des Warmluftstrahles dienen. Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung vereinfacht dar, und zwar zeigt Fig. i die Seitenansicht eines Schwingbrenners, teilweise im Schnitt, Fig.2 eine abgeänderte Ausführungsform, Fig.3 eine weitere Ausführungsform und Fig. 4 deren Ansicht aus der Ebene IV-IV 11 Fig. 3.A particular advantage of the invention is that the jet fan .According to the invention, the jacket space of the combustion chamber connected downstream at the same time as a silencer acts so that a significantly reduced noise is produced. For further noise reduction can this shell space like a silencer with - built-in baffles equip and the fresh air supply of the jet blower an intake silencer upstream. -The best temperature distribution is obtained and an almost complete one Transfer of the generated heat of combustion to the hot air jet, which the The outlet pipe of the above-mentioned jacket space leaves when you open the inlet pipe of this jacket space so that it forms the part of the exhaust gas duct that is connected to the combustion chamber encompasses about a quarter of its total length and then flows into a funnel, into which the end of the exhaust duct, which is returned in the same center as the first part Blows in exhaust jet. _ Because here the end piece of the exhaust duct is passed through the Central piece lying in its axis is heated, and there are: all. Burner parts with effective protection against all heat losses that are not used to heat the warm air jet to serve. The drawing represents an embodiment of the subject matter of the invention simplified, namely Fig. i shows the side view of a vibrating burner, partially in section, FIG. 2 a modified embodiment, FIG. 3 another Embodiment and FIG. 4 shows its view from plane IV-IV 11 FIG. 3.

Gemäß Fig. i bildet der gebogene Abgaskanal i mit der Brennkammer 2 einen Schwingbrenner, welcher über das Rückschlagventil3 periodisch Brennluft ansaugt und aus dem Benzintank 4 über den Kanal 5 mit Brennstoff gespeist wird. Zur Zündung dient die Glühkerze 6. Die Brennkammer 2 ist von einem Blechmantel? umgeben, welcher den Mantelraum 8 umgrenzt, .dessen Auslaßrohr 9 das erste Viertel des Abgaskanals i mit umgreift. Das Einlaßrohr i o des erwähnten Mantelraumes 8 bildet mit der Mündung des Abgaskanals i ein Strahlgebläse, welches aus dem Einlaßschalldämpfer i i über den Filter 12 Frischluft ansaugt und letztere mit den Abgasen des Kanals i in den Mantelraum 8 einbläst, dessen schalldämpfende Eigenschaften durch die Blecheinbauten 13 erhöht sind.According to FIG. I, the curved exhaust gas duct forms i with the combustion chamber 2 an oscillating burner which periodically injects combustion air via the check valve 3 sucked in and fed from the fuel tank 4 via the channel 5 with fuel. The glow plug 6 is used for ignition. The combustion chamber 2 has a sheet metal jacket? surrounded, which delimits the jacket space 8,. whose outlet pipe 9 is the first quarter of the exhaust duct i encompasses. The inlet pipe i o of the aforementioned jacket space 8 forms with the mouth of the exhaust duct i a jet blower which emerges from the inlet silencer i i sucks in fresh air through the filter 12 and the latter with the exhaust gases from the duct i blows into the jacket space 8, the sound-absorbing properties of which are provided by the sheet metal fittings 13 are increased.

Die vorgewärmt in den Mantelraum 8 eintretende Luft erwärmt sich an der Oberfläche der Brennkammer 2 auf einige hundert Grad und tritt dann aus dem Auslaßrohr 9 in Richtung des Pfeiles A als Heißgasstrahl aus. Dabei wirkt der Mantelraum 8 als Schalldämpfer und Windkessel, so daß der H.eißgasstrahl A lärmfrei mit nahezu, unveränderlicher Geschwindigkeit ausströmt.The preheated air entering the jacket space 8 is heated up the surface of the combustion chamber 2 to a few hundred degrees and then emerges from the Outlet pipe 9 in the direction of arrow A as a hot gas jet. The shell space acts here 8 as a silencer and air tank, so that the hot gas jet A is noise-free with almost, constant speed emanates.

Zum Anlassen wird die Glühkerze 6 durch Anschließen einer Batterie an den vom Ständer 14 getragenen Stechkontakt 15 aufgeheizt und der Brenner dann mittels der kleinen Handpumpe 16 angeblasen, deren Druckleitung in die Luftkammer 17 des Benzintanks 4 mündet.The glow plug 6 is started by connecting a battery heated to the piercing contact 15 carried by the stator 14 and then the burner blown by means of the small hand pump 16, its pressure line into the air chamber 17 of the fuel tank 4 opens.

Gemäß Fig.2 .dienen als Abgaskanal die beiden gleichmittig angeordneten Rohre i" und il, welche so bemessen sind, daß der kreisförmige Querschnitt des axialen Rohres i" dem Querschnitt des Ringraumes zwischen .den Rohren i" und ib flächengleich ist. Zur Umlenkung des Gasstrahles ist in das linke Ende des Rohres ib als Boden ein Kegel 18 eingesetzt; welcher den Kanalquerschnitt auch an dieser Stelle auf dem gleichen Wert hält.According to FIG. 2, the two equidistantly arranged ones serve as the exhaust gas duct Tubes i "and il, which are dimensioned so that the circular cross-section of the axial Pipe i "the cross-section of the annular space between .den pipes i" and ib with the same area is. To deflect the gas jet is in the left end of the tube ib as the bottom a cone 18 inserted; which also shows the channel cross-section at this point holds the same value.

An Stelle des Ausgangsrohres umgreift in diesem Fall das Einlaßrohr i o" den ersten, unmittelbar an die Brennkammer anschließenden Teil des Abgasrohres i". Dabei bildet das Einlaßrohr i o" mit der Mündung des äußeren Abgasrohres ib ein Strahlgebläse, das Frischluft aus dem rohrförmigen. Einlaßschalldämpfer i i" ansaugt, welcher zugleich als Wärmeschutzmantel für das Abgasrohr 1b wirkt.In this case, the inlet pipe engages around instead of the outlet pipe i o "the first part of the exhaust pipe immediately following the combustion chamber i ". The inlet pipe i o" forms with the mouth of the outer exhaust pipe ib a jet fan that draws fresh air from the tubular. Inlet silencer i i " sucks, which at the same time acts as a heat protection jacket for the exhaust pipe 1b.

Der Blechmantel ? ist (nach Fig. 2) mit einer wärmedämmenden Umhüllung i9 ausgerüstet. Die Wärmeverluste nach außen werden daher so klein, daß der aus dem Auslaßrohr 2o austretende Heißgasstrahl nahezu die gesamte vom Schwingbrenner erzeugte Wärme enthält. Dem Auslaßrohr 2o ist dabei nach Fig.2 die Gestalt eines Krümmers gegeben, welcher .sich unter Benutzung des mit einem wärmedämmenden Handgriff ausgerüsteten Bügels von Hand in die jeweils gewünschte Richtung einstellen läßt.The sheet metal jacket? is (according to Fig. 2) with a heat insulating cover i9 equipped. The heat losses to the outside are therefore so small that the out The hot gas jet emerging from the outlet pipe 2o is almost the entire from the oscillating burner contains generated heat. The outlet pipe 2o is while according to Figure 2 the Given the shape of a bend, which .sich using the with a heat insulating Adjust the handle of the equipped bracket by hand in the desired direction leaves.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform nutzt die gesamte Wärme des Abgasrohres. Ein Teil der über das Rohr 2 i in den Schalldämpfer i ib eintretenden Luft speist den Schwingbrenner i, 2 über das Rückschlagventil 3 mit Brennluft. Der größere Teil dieser Luft strömt jedoch durch das weite Verbindungsrohr 22 in den Ringraum ein, welcher zwischen dem Außenmantel 23 und dem Innenmantel 24 liegt, von denen der letztere die Brennkammer 2 umgibt. Der Innenmantel 24 isst links zu einer Ringkammer 25 erweitert, in die das Schwingrohr i mit seinem gebogenen Auspuffende 26 unmittelbar hinter dem Fenster 27 mündet. Auf diese Weise entsteht ein ringförmiges Strahlgebläse, welches die über das Verbindungsrohr 22 zuströmende Luft durch das Fenster 27 hindurch ansaugt, um sie mit den Auspuffgasen gemischt durch den engen, zwischen der Brennkammer 2 und dem Innenmantel 24 liegenden Ringraum 28 in spiraliger Strömung bis in den rechts liegenden, erweiterten Ringraum 29 zu blasen. Diesen verläßt das heiße Luft-Abgas-Gemisch dann schließlich über das tangential angesetzte Auslaßrohr 9b, an das man z. B. einen Metallschlauch od. dgl. anschließen kann.The embodiment shown in Fig. 3 and 4 uses the entire heat of the exhaust pipe. Part of the air entering the silencer i ib via the pipe 2 i feeds the oscillating burner i, 2 via the check valve 3 with combustion air. However, the greater part of this air flows through the wide connecting pipe 22 into the annular space which lies between the outer casing 23 and the inner casing 24, the latter of which surrounds the combustion chamber 2. The inner casing 24 is extended to the left to form an annular chamber 25 into which the oscillating pipe i with its curved exhaust end 26 opens directly behind the window 27. In this way, an annular jet fan is created, which sucks in the air flowing in via the connecting pipe 22 through the window 27 in order to mix it with the exhaust gases through the narrow annular space 28 lying between the combustion chamber 2 and the inner jacket 24 in a spiral flow into the to the right lying, enlarged annular space 29 to blow. This leaves the hot air-exhaust gas mixture then finally via the tangentially attached outlet pipe 9b, to which z. B. od a metal hose. Like. Can connect.

Die besonders heißen ersten Windungen des spiralig geführten Abgasrohres i liegen dabei innerhalb des rechten Ringraumes 29, in dem die höchste Lufttemperatur herrscht. Die nachfolgenden Windungen heizen die vom Verbindungsrohr 22 aus zu-. strömende Frischluft iin Zwischenraum zwischen dem inneren Mantel 24 und dem äußeren Mantel 25 auf. Durch die Mischung mit den Abgasen wird diese Luft im Strahlgebläseraum 25 in zweiter Stufe sowie anschließend in dem engen Ringraum 28 durch die Brennkammer 2 in dritter Stufe und in dem rechten Ringraum 29 durch die ersten Windungen des Abgasrohres i in vierter Stufe aufgeheizt, bevor sie in. das Auslaßrohr 9b eintritt.The particularly hot first turns of the spiral exhaust pipe i lie within the right annular space 29, in which the highest air temperature prevails. The subsequent turns heat the connecting pipe 22 from. Fresh air flowing in the space between the inner jacket 24 and the outer one Coat 25 on. When it is mixed with the exhaust gases, this air is created in the jet fan room 25 in the second stage and then in the narrow annular space 28 through the combustion chamber 2 in the third stage and in the right annular space 29 through the first turns of the Exhaust pipe i heated in the fourth stage before it enters. The outlet pipe 9b.

Die beschriebenen Geräte gestatten die Förderung sehr großer Luftmengen und ergeben so günstige Wärmeübergangsverhältnisse, daß auch die Brennkammer 2 nicht mehr auf materialschädigende Temperaturen kommt. Sie eignen sich nicht nur zum Anwärmen von Motoren und zum Auftauen von Leitungen, Weichen od. dgl., sondern können infolge ihrer hohen Leistung auch zum Austrocknen von Wänden bzw. als Gefrierschutz im Baugewerbe verwendet werden. Der Kohlensäuregehalt des erzeugten Heißgasstrahles bewirkt hierbei zugleich eine beschleunigte Abbindung des Kalkmörtels.The devices described allow very large amounts of air to be conveyed and result in such favorable heat transfer conditions that the combustion chamber 2 does not either there is more material-damaging temperatures. They are not only suitable for warming up of motors and for thawing lines, switches or the like, but can as a result their high performance also for drying out walls or as protection against freezing in the construction industry be used. The carbonic acid content of the generated hot gas jet causes this at the same time an accelerated setting of the lime mortar.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Oscillating burner, the jacketed combustion chamber of which has a clear cross-section several times larger than the exhaust gas duct and in which the combustion chamber is cooled by an air stream accelerated by the exhaust gas jet and passed between the combustion chamber and the jacket, characterized in that the end of the exhaust gas duct (i) with the inlet pipe (io ) of the combustion chamber shell space (8) forms a jet fan which blows fresh air directly into this shell space.

2. oscillating burner according to claim i, characterized in that the fresh air supply Zunx jet blower takes place via a suction noise damper (i i) and that the jacket space (8) is equipped with sound-absorbing fittings (i3).

3. Swing burner after Claim i, characterized in that the inlet pipe (i o ") of the combustion chamber jacket space (8) about the first quarter of the exhaust duct (i,) and then to a funnel extended, into which the end part (i b) of the The exhaust gas jet blows in the exhaust gas jet (Fig. 2).

4. oscillating burner according to claim i, characterized in that the exhaust pipe (i) in Spiralwindun.gen around the jacket (24) which surrounds the combustion chamber (2) and preheats the air, which the jet fan (25 to 27) sucks in (Fig. 3).