DE975546C

DE975546C - Fuel supply for oscillating burners

Info

Publication number: DE975546C
Application number: DEP16342D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Huber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1962-01-04

Description

Brennstoffzuführung bei Schwingbrennern Die Erfindung befaßt sich mit der Brennstoffzuführung bei Schwingbrennern, die mit flüssigem Brennstoff betrieben werden. Vorzugsweise werden derartige Schwingbrenner zum Heizen benutzt.Fuel supply in oscillating burners The invention is concerned with the fuel supply for oscillating burners that run on liquid fuel will. Such oscillating burners are preferably used for heating.

Es sind Schwingbrenner bekannt, bei denen die Brennkammer und das unmittelbar angeschlossene Abgasrohr einen Helmholtzschen Resonator bilden, welcher im Betrieb mit akustischen Frequenzen arbeitet. Dabei sind für den Lufteinlaß Rückstromsperren vorgesehen, und der Brennstoff wird aus einer brennstofführenden Leitung entnommen. Die Energie der schwingenden Gassäule des Schwingbrenners dient dazu, den Brennstoff in die Brennkammer zu bringen. Zu diesem Zweck durchsetzt die Frischluft vor den Rückstromsperren ein Venturirohr, in dessen Einschnürungszone die brennstofführende Leitung ausmündet. Die Betriebssicherheit derartiger Geräte ist davon abhängig, daß während jedes Ansaugtaktes der Frischluft der erforderliche Brennstoff zugeführt wird und daß dieser Brennstoff in ausreichendem Maße aufgearbeitet ist. Wenn gemäß den bekannten Anordnungen die Brennstoffzuführungsstelle in Strömungsrichtung vor den Rückstromsperren liegt, ist der Einfluß der schwingenden Gassäule verhältnismäßig gering, so daß äußere Einflüsse auf die Brennstoffzufuhr einwirken können. Eine zu starke oder zu schwache Brennstoffzufuhr kann aber den Betrieb ernstlich stören.There are known oscillating burners in which the combustion chamber and the directly connected exhaust pipe form a Helmholtz resonator, which works with acoustic frequencies during operation. There are non-return valves for the air inlet provided, and the fuel is taken from a fuel-carrying line. The energy of the oscillating gas column of the oscillating burner is used to generate the fuel to bring into the combustion chamber. For this purpose, the fresh air permeates in front of the Non-return valves a Venturi tube, in whose constriction zone the fuel-carrying Line empties. The operational safety of such devices depends on that the required fuel is supplied to the fresh air during each intake stroke and that this fuel has been sufficiently worked up. If according to the known arrangements in front of the fuel supply point in the direction of flow the non-return valves, the influence of the oscillating gas column is proportionate low, so that external influences can act on the fuel supply. One Too much or too little fuel supply can seriously disrupt operation.

Die Erfindung beseitigt diese Schwierigkeit dadurch, daß das Venturirohr mit seiner einen Trichteröffnung in die Brennkammer des Schwingbrenners und mit seiner anderen Trichteröffnung in eine belüftete Sammelkammer einmündet, welche den durch das Venturirohr während der Druckphase des Schwingbrenners mitgerissenen Brennstoff aufnimmt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß ein Durchtreten der Verpuffungsflamme aus der Brennkammer in das Venturirohr vermieden ist.The invention overcomes this difficulty in that the venturi with its one funnel opening into the combustion chamber of the oscillating burner and with its other funnel opening opens into a ventilated collection chamber, which the fuel entrained by the venturi during the pressure phase of the oscillating burner receives, the arrangement being made so that a passage of the deflagration flame from the combustion chamber into the venturi is avoided.

Bei einer solchen Anordnung ist das zur Brennstofförderung dienende Venturirohr nicht nur unmittelbar dem Wechseldruck in der Brennkammer ausgesetzt, sondern es wird auch erreicht, daß sowohl in der Saugphase als auch in der Verpuffungsphase Brennstoff gefördert wird, so daß der Brennstoff auf Grund seiner Trägheit nicht nach jedem Saugimpuls in die brennstofführende Leitung zurücksinkt, sondern praktisch kontinuierlich in derselben Richtung fließt. Dabei wird der Brennstoff in der Saugphase in die Brennkammer gefördert, wo er sich mit der Frischluft mischt, um anschließend in der Verpuffungsphase verbrannt zu werden. In der Druckphase wird dagegen Brennstoff in die Sammelkammer hinübergerissen und dort aufgenommen. Die Anordnung wird hierbei, wie erwähnt, so getroffen, daß ein Durchtreten der Verpuffungsflamme aus der Brennkammer in das Venturirohr vermieden wird, und zwar kann dies durch verschiedene im Schwingbrennerbau an sich bekannte Maßnahmen erzielt werden.In such an arrangement, that is used for fuel delivery Venturi tube not only directly exposed to the alternating pressure in the combustion chamber, but it is also achieved that both in the suction phase and in the deflagration phase Fuel is promoted, so that the fuel due to its inertia does not sinks back into the fuel-carrying pipe after each suction impulse, but practically flows continuously in the same direction. The fuel is in the suction phase conveyed into the combustion chamber, where it mixes with the fresh air to then to be burned in the deflagration phase. In the printing phase, on the other hand, there is fuel torn over into the collecting chamber and taken up there. The arrangement is here, as mentioned, made so that a passage of the deflagration flame from the combustion chamber in the Venturi tube is avoided, and this can be done by various in the oscillating burner construction known measures can be achieved.

Die Kondensationskammer steht praktisch unter dem Druck der Außenatmosphäre. Die im Brennraum bei den Verpuffungen auftretenden Drücke betragen etwa o,8 bis 3 atü, während die zwischen den Verpuffungen vorübergehend entstehenden Unterdrucke nur etwa 0,2 bis o,5 Atm. erreichen. Es werden also in den beiden Strömungsrichtungen sehr verschiedene Druckdifferenzen am Venturirohr wirksam.The condensation chamber is practically under the pressure of the outside atmosphere. The pressures occurring in the combustion chamber during deflagration are around 0.8 to 3 atm, while the temporary negative pressure between the deflagrations only about 0.2 to 0.5 atm. reach. So there will be in both directions of flow very different pressure differentials are effective at the venturi.

Um zu erreichen, daß innerhalb der Überdruckphase, während der die Brennstofförderung aufrechterhalten, aber nicht ausgenutzt werden soll, Brennstoffmengen in den Kondensationsraum gefördert werden, ist gemäß einer Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen, den an den Brennraum angeschlossenen Trichter enger einzuschnüren als den gegenüberstehenden Trichter. Hierdurch wird der Druckverlust des Brennraumes vermindert.To achieve that within the overpressure phase during which the Fuel delivery is to be maintained, but not used, fuel quantities be conveyed into the condensation space is according to one embodiment of the subject matter the invention provided to constrict the funnel connected to the combustion chamber more closely than the opposite funnel. This reduces the pressure loss in the combustion chamber reduced.

Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung wirkt sich, wie erwähnt, die gute Aufbereitung des Brennstoffes durch die aus -der Kondensationskammer mitgerissene, bereits mit Brennstoff beladene Luft aus. Dieser Vorteil kommt besonders bei einer weiteren Ausführungsform zur Geltung, bei welcher der Luftraum über dem Flüssigkeitsspiegel der Schwimmerkammer des Vergasers unmittelbar als Kondensationskammer benutzt wird.A particular advantage of the arrangement according to the invention is that As mentioned, the good preparation of the fuel by the condensation chamber entrained air already loaded with fuel. This advantage is special in a further embodiment, in which the air space above the Liquid level of the float chamber of the carburetor directly as a condensation chamber is used.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Trichter des Venturirohres durch einen Ringkanal voneinander getrennt.According to a further embodiment, the two funnels are the Venturi tube separated from each other by an annular channel.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i das Schema eines Heizgerätes bekannter Bauart mit akustisch schwingender Verbrennung, Fig. 2 das Schema einer erfindungsgemäßen Brennstoffzuführung, Fig. 3 den vergrößert aus Fig. 2 herausgezeichneten Schnitt des Venturirohres und Fig.4 das Schema einer Sonderausführung von Venturirohr und Kondensationskammer.In the drawing, the subject of the invention is shown schematically. It shows Fig. I the scheme of a heater of known design with acoustically vibrating Combustion, FIG. 2 the scheme of a fuel supply according to the invention, FIG. 3 shows the enlarged section of the venturi tube drawn out from FIG. 2 and FIG. 4 the scheme of a special version of Venturi tube and condensation chamber.

Das in Fig. i dargestellte Heizgerät bekannter Bauart besteht aus dem Heizrohr i, das sich als Abgasrohr ventillos an die Brennkammer 2 anschließt. Letztere ist auf der Einlaßseite mit als Rückschlagventile 3 ausgebildeten Rückstromsperren ausgerüstet, die sich nach innen öffnen. In der bisherigen Ausführungsform wurde diesen Rückschlagventilen 3 eine Kammer 6 vorgeschaltet, in welche die Brennstoffdüse 4 mündete. Zur Zündung diente die Zündquelle 5 und zur Schalldämpfung der Auspufftopf 7. Die Wirkungsweise dieser bekannten Geräte ist folgende: Wird in die Kammer 2 zum Anlassen ein zündfähiges Gemisch eingeblasen und dieses mittels der Zündquelle 5 zur Verpuffung gebracht, so wird der im Abgasrohr i befindliche Luftpfropfen in den Auspufftopf 7 ausgestoßen. Durch die Trägheit der hierbei bewegten Gasmassen wird anschließend an die Verpuffung ein Unterdruck in der Brennkammer 2 erzeugt, so daß sich die Ventile 3 öffnen und Frischluft einlassen, die sich beim Vorbeistreichen an der Düse 4 mit Brennstoff mischt. Die Brennkammer 2 füllt sich also anschließend an die Verpuffung sofort wieder mit zündfähigem Gemisch.The known type of heater shown in Fig. I consists of the heating pipe i, which connects to the combustion chamber 2 as an exhaust pipe without valves. The latter is on the inlet side with non-return valves designed as check valves 3 equipped that open inwards. In the previous embodiment, upstream of these check valves 3 is a chamber 6, into which the fuel nozzle 4 ended. The ignition source 5 was used for ignition and the muffler was used for soundproofing 7. The mode of action of these known devices is as follows: Is placed in the chamber 2 an ignitable mixture is blown in for starting and this is done by means of the ignition source 5 deflagrated, the plug of air in the exhaust pipe i is in ejected the muffler 7. Due to the inertia of the moving gas masses a negative pressure is generated in the combustion chamber 2 after the deflagration, so that the valves 3 open and let in fresh air that passes by mixes with fuel at nozzle 4. The combustion chamber 2 then fills up to the deflagration immediately again with an ignitable mixture.

Der vorübergehende Unterdruck in der Brennkammer 2 hat weiterhin zur Folge, daß ein Teil der ausgestoßenen Gassäule aus der Kammer 7 durch das Abgasrohr i wieder zurückgesaugt wird und daher im Rohr i zurückschwingt. Treffen hierbei die zurückschwingenden heißen Gaspartikelchen auf ein ausreichend aufbereitetes frisches Brenngemisch in der Brennkammer 2, so wird in dieser Kammer von selbst eine neue Verpuffung gezündet, und das Spiel wiederholt sich periodisch mit einer Frequenz, welche durch die Eigenfrequenz des von Brennkammer 2 und Abgasrohr i gebildeten Helmholtzschen Resonators bestimmt ist und diesen in seiner Eigenfrequenz zu ungedämpften Schwingungen anregt: Demgegenüber zeigen die Fig.2 und 3 das Schema der erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffzuführung. Der Verpuffungsraum 12 ist über das Venturirohr 14, i9, in dessen Einschnürungszone die über eine Düse i i geführte Brennstoff-Ausgangsleitung eines normalen Vergasers mündet, mit der Kondensationskammer io verbunden. Diese ist als Wirbelabscheider ausgebildet, der zur Ansaugkammer der Ventile 13 hin entlüftet ist.The temporary negative pressure in the combustion chamber 2 continues to As a result, part of the gas column expelled from the chamber 7 through the exhaust pipe i is sucked back again and therefore swings back in the pipe i. Meet here the returning hot gas particles to a sufficiently treated one fresh combustion mixture in the combustion chamber 2, then in this chamber a new deflagration is ignited, and the game repeats itself periodically with one Frequency, which is formed by the natural frequency of the combustion chamber 2 and exhaust pipe i Helmholtz resonator is determined and this undamped in its natural frequency Excites vibrations: In contrast, Figures 2 and 3 show the scheme of the invention designed fuel supply. The deflagration space 12 is via the venturi 14, i9, in the constriction zone of which the fuel outlet line passed through a nozzle i i of a normal carburetor, connected to the condensation chamber io. These is designed as a vortex separator which vents towards the suction chamber of the valves 13 is.

Im Betrieb wird das Venturirohr 14, i9 abwechselnd in beiden Richtungen durchströmt und der Brennstoff daher sowohl dann aus dem Vergaser angesaugt, wenn in der Brennkammer 12 Unterdruck herrscht, als auch dann, -,venn Brenngase aus der Brennkammer 12 in die Kondensationskammer io überströmen. Der Brennstoff steht also dauernd bis zur Mündung der Brennstoffleitung und ist daher stets bereit, ohne Verzögerungszeit in die Brennkammer 12 eingesprüht zu werden, sobald in dieser ein Unterdruck gegenüber der Kondensationskammer io entsteht.In operation, the Venturi tube 14, 19 is alternating in both directions flows through and the fuel is therefore sucked out of the carburetor when In the combustion chamber 12 there is negative pressure, as well as then, -, venn combustion gases from the Flow over combustion chamber 12 into the condensation chamber io. So the fuel is there continuously up to the mouth of the fuel line and is therefore always ready without delay in the Combustion chamber 12 to be sprayed once in this one There is negative pressure in relation to the condensation chamber io.

Fig.4 zeigt an Stelle des Ringspaltes nach den Fig. 2 und 3 eine kreis- oder schlitzförmige Öffnung 21 für die Einführung des Brennstoffes in das Venturirohr. Gleichzeitig dient gemäß Fig.4 ein den Einlaßventilen 23 vorgeschalteter Schalldämpfraum 26 als Kondensationskammer, welche mit dem Wechseldruckraum 22 über ein Venturirohr 24 der beschriebenen Art verbunden ist.4 shows, instead of the annular gap according to FIGS. 2 and 3, a circular or slot-shaped opening 21 for the introduction of the fuel into the venturi tube. At the same time, according to FIG. 4, a sound-damping chamber connected upstream of the inlet valves 23 is used 26 as a condensation chamber, which communicates with the alternating pressure chamber 22 via a Venturi tube 24 of the type described is connected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel supply with liquid fuel operated oscillating burners, in particular for heating devices in which the combustion chamber and the directly connected exhaust pipe form a Helmholtz resonator, which are also equipped with non-return valves for the air inlet and which the fuel from a fuel-carrying pipe by the energy of the vibrating Gas column is conveyed into the oscillating burner using a venturi tube, in whose constriction zone the fuel-carrying pipe opens out, characterized in that, that the venturi tube with its one funnel opening into the combustion chamber of the oscillating burner and with its other funnel opening opens into a ventilated collecting chamber, which is carried along by the Venturi tube during the pressure phase of the oscillating burner Receives fuel, the arrangement being made so that a passage of the Deflagration flame from the combustion chamber into the venturi is avoided. z. Fuel supply according to claim i, characterized in that the two funnels (14, i9) of the Venturi tube are separated from each other by an annular channel (18) and that the opening of the the combustion chamber connected funnel (14) is smaller than that of the funnel connected to the collecting chamber (i9). 3. Fuel supply according to claim i or 2, characterized in that the collecting chamber (io) acts as a vortex separator is trained. 4. Fuel supply according to one of claims i to 3, characterized characterized in that the collection chamber is connected to the fuel supply by a return line connected is. 5. Fuel supply according to one of claims i to 4, characterized characterized in that the collection chamber serves as a float chamber of the carburetor. 6th Fuel feed according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the air supply to the non-return valves (23) is passed through the collecting chamber (26) so that it also acts as an inlet muffler. Considered Publications: Swiss Patent No. 196312; French patent specification No. 9oo 96o; British Patent No. 3869o8.