CH270783A - Verbrennungsheizgerät, dessen Brennkammer mit dem ventillos angeschlossenen Abgasrohr einen akustischen, durch periodische Verpuffung zu Schwingungen anregbaren Resonator bildet. - Google Patents

Description

      Verbrennungsheizgerät,    dessen Brennkammer mit dem ventillos angeschlossenen  Abgasrohr einen akustischen, durch periodische Verpuffung zu     Schwingungen          anregbaren        Resonator    bildet.    Die     Erfindung    bezieht sich auf     Verbren-          nungsheizgeräte,    deren Brennkammer mit dem  ventillos angeschlossenen Abgasrohr einen  akustischen     R.esonator    bildet, welcher durch  periodische, innerhalb der     Brennkammer    er  zeugte     Verpuffungen    in seiner Eigenfrequenz  zum     Sehwingen    gebracht wird.  



  Geräte dieser Art sind an sieh bekannt.  Sie bestehen gemäss     Fig.l    im allgemeinen  aus einer     Brennkammer    2,     all    welche auf einer  Seite das Abgasrohr 1 und auf der andern  Seite ein kurzer Hals angeschlossen ist, an  dessen Ende die     Rückschlagventile    3 liegen.  In der Nachbarschaft der sich nach innen  öffnenden     Rüeksehlagventile    3 liegt eine  Brennstoffdüse 4. Weiterhin ist für die erste  Zündung des für den Start eingeblasenen       zündfähigen        Gemisches    eine     Zündquelle     vorgesehen. Das Abgasrohr 1 lässt man zweck  mässig in einen Schalldämpfer 7 münden.  



  Die Brennkammer 2 bildet mit dem Ab  gasrohr 1 einen akustischen     Resonator    mit  bestimmter Eigenfrequenz. Zündet man in  nerhalb der Brennkammer 2 eine Ladung, so  wird dieser     Resonator    deshalb zu akustischen  Schwingungen angeregt, und es ist bekannt.,  dass man hierbei durch richtige Bemessung  der einzelnen Elemente, insbesondere der       Rücksehlagventile    3 und der Brennstoffzufüh  rung, erreichen kann, dass diese     Schwingung     in ihrem eigenen Takte fortlaufend weitere         Verpuffungen    vorbereitet und sich hierdurch  als     ungedämpfte    Schwingung so lange auf  rechterhält, als Luft und Brennstoff nach  strömen.

   Der Vorgang ist hierbei im einzel  nen folgender:  Bei der ersten Verpuffung des für den  Start in die Brennkammer 2 eingeblasenen  Gemisches wird durch das Rohr 1 ein Luft  und Abgaspfropfen ausgestossen, der infolge  seiner     Massenträgheit    so weit     aussehwingt,          class    im Anschluss an die Verpuffung vorüber  gehend innerhalb der Brennkammer 2 ein     Un-          terdruek    entsteht. Infolgedessen öffnen sich  die     Rückschlagventile    3, und es strömt aus  der Vorkammer 6 Frischluft, in die     Brenn-          kammer    2 ein, welche sich an der Düse 4  mit Brennstoff sättigt..

   Gleichzeitig wirkt die  ser Unterdruck jedoch auch auf den im<B>Ab-</B>  <B>1</B>     aussehwingenden    Gaspfropfen zu  rück, und dieser beginnt. im Rahmen des  eingeleiteten Schwingungsvorganges innerhalb  des Abgasrohres 2 wieder zurückzuschwingen.  Dabei stossen die zurückschwingenden heissen  Abgase in das frisch aufbereitete     Brennge-          misch,    welches jetzt die Brennkammer erfüllt,  und es kommt infolgedessen zu einer erneuten  Zündung und Verpuffung, bei der sieh die       Rüekscblawentile    3 schliessen und infolgedes  sen ein neuer Abgaspfropfen in die offene Ab  gasleitung 1 hineingedrückt wird.

   In dieser  Weise wiederholt sieh der Vorgang dann  periodisch mit einer     Frequenz,    welche durch      die Eigenfrequenz des     Resonators    1, 2 be  stimmt ist.  



  Die Druckkurve einer solchen Verpuffung  verläuft natürlich keineswegs     sinusförmig,    und  die zur Aufrechterhaltung einer umgedämpf  ten Schwingung erforderliche Abstimmung  des Gerätes ist daher recht kritisch. Infolge  dessen gelingt das Anlassen der bisher be  kannten Geräte dieser Art nur bei Verwen  dung sehr     zündwilliger    Brennstoffe ohne  Schwierigkeiten. Eine Variation der Luft- und  Brennstoffzufuhr sowohl bei     leichtflüchtigen     als vor allem auch bei schweren Brennstoffen  ist aber nur in sehr engen Grenzen möglich.  Für Heizgeräte, bei denen der Brennstoff  durchsatz in weiten Grenzen regelbar sein  muss, erschien daher die Anwendung solcher  Geräte bisher nicht möglich.  



  Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung.  Nach der     Erfindung    sind mehrere, vonein  ander getrennte, mit eigenen     Einlassventilen     und     getrennt    einschaltbaren Brennstoffzulei  tungen     ausgerüstete        Brennkammern    von ver  schiedenem Rauminhalt miteinander zu einem  einheitlichen Heizgerät kombiniert, wobei diese       Brennkammern    über getrennte Abgasleitun  gen von derart abgestuftem Querschnitt mit  einem gemeinsamen     Dämpfungsraum    verbun  den sind,

   dass die von den einzelnen     Brenn-          kammern    und ihren zugehörigen Abgasleitun  gen gebildeten     Resonatoren    angenähert gleiche       Resonanzfrequenz    besitzen. Durch diese Auf  teilung wird einerseits die     -!Möglichkeit    ge  schaffen, die Heizleistung des Gerätes durch       Zuschaltung    von einer oder zwei weiteren       Brennkammern    zu der zuerst angelassenen  kleinsten     Brennkammer    stufenweise zu regeln.

    Anderseits erreicht man auf diese Weise, dass       die        akustisch    miteinander gekoppelten     Resona-          toren    -sich     gegenseitig    mitreissen und in  Schwingung halten, so dass man zu hohen Be  triebssicherheiten kommt und gegebenenfalls  nur die kleinste Brennkammer durch An  schluss an einen Vergaser mit     leichtverdampf-          lichem,        besonders        zündwilligem    Brennstoff zu  betreiben braucht, während man die andern  Kammern z. B. mit zerstäubtem Diesel- oder  sogar mit Heizöl beschicken kann.

      Es empfiehlt sich, im     Hinbliek    auf die  Zündung die verschiedenen     Brennkammern     wärmeleitend miteinander zu verbinden, was  man am besten dadurch erreicht, dass man den  grösseren     Brennkammern    ein gemeinsames       Wandungsstück    mit der kleinsten, zuerst an  zulassenden Brennkammer     gibt.    Dieses ge  meinsame     Wandungsstück    wirkt dann für die  später anzulassende grössere Brennkammer  als heisse Zündfläche.

   Versuche ergaben, dass  die     Zündwirkung    am sichersten auftritt, wenn  man diesem gemeinsamen Wandstück die Ge  stalt eines Töpfchens gibt, das mit seinem  Boden in die kleinste Brennkammer und mit  seinem Rand in die grössere Brennkammer hin  einragt. Innerhalb dieses Töpfchens sammeln  sich dann auf der Seite der grösseren Brenn  kammer erhitzte Gase, welche beim Zurück  schwingen der Abgase aus dem     Abgaskanal     durch die am überstehenden Topfrand ent  stehenden Randwirbel aus dem Töpfchen  herausgespült werden und dann die Zündung  einleiten.  



  Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs  gemässen Gerätes zeigt     Fig.    2. Die beiden       Brennkammern        2a    und 2b sind verschieden  gross bemessen und über je ein Abgasrohr la,       1b    mit dem gemeinsamen Auspuffraum 7 ver  bunden. Die kleinere     Brennkammer    2a ist mit  einer Zündquelle 5 ausgerüstet. Die Zündung  der zweiten     Brennkammer    2b erfolgt über das  gemeinsame     Wandungsstück    B.

   Dieses besitzt  gemäss     Fig.    4 die Gestalt eines Töpfchens, des  sen Boden in die primäre     Brennkammer        2a     und dessen Rand in die sekundäre     Brenn-          kammer    2b hineinragt.  



  Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs  gemässen Gerätes mit drei     Brennkammern     zeigt     Fig.    3. Dabei haben die beiden grösseren       Brennkammern    2b und 2c je eine nach der  Art von     Fig.    4 ausgebildete     Wandungsstelle    8  mit der kleinen Brennkammer     2a    gemeinsam,  und ihre Abgasleitungen sind in mehrere par  allele Rohre aufgeteilt.  



  Für den Betrieb von Geräten der beschrie  benen Art mit schwer zündfähigen Brenn  stoffen, die vor der Verbrennung vorgewärmt  werden müssen, bietet die     Erfindung    sehr      grosse Vorteile. Man kann z. B. das     Ilohlraum-          resonanzsystem   <I>la,</I> 2a zur Erleichterung des  Startes mit. leichtflüchtigem Brennstoff, wie  z. B. Benzin, betreiben. Durch dieses System  wird dann der Betriebsstoff für die andern  Resonanzsysteme vorgewärmt und in der be  schriebenen Weise gezündet.

   Nach dem An  lassvorgang kann dann der     Benzinanlassteil    ab  gestellt werden oder auch, um einen sicheren  Betrieb mit den andern     Betriebsstoffen    zu  gewährleisten. mit. nur geringem Verbrauch  an teurerem, leichtflüchtigem Brennstoff wei  terlaufen.  



  Infolge ihrer Betriebssicherheit und der  weitgehenden     Regelbarkeit    ihrer Wärmelei  stung sind die erfindungsgemässen Heizgeräte  einer sehr vielfältigen Anwendbarkeit zugäng  lich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verbrennungsheizgerät, dessen Brennkam- mer mit. dem ventillos angeschlossenen Abgas rohr einen akustischen, durch periodische Ver puffungen zu Schwingungen anregbaren Re sonator bildet, gekennzeichnet durch mehrere, voneinander getrennte, mit eigenen Einlass- ventilen und getrennt einschaltbaren Brenn stoffzuleitungen ausgerüstete Brennkammern von verschiedenem Rauminhalt, welche über getrennte Abgasleitungen von derart abge stuftem Querschnitt mit einem gemeinsamen Dämpfungsraum verbunden sind,

   dass die ver schiedenen von den einzelnen Brennkammern und ihren zugehörigen Abgasleitungen gebil deten Resonatoren angenähert die gleiche Resonanzfrequenz besitzen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verbrennungsheizgerät nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die den grösseren Brennkammern zugeordneten Ab gasleitungen in mehrere, parallele Rohre auf geteilt sind.

   ?. Verbrennungsheizgerät nach Pat.entan- ,;pruch, dadurch gekennzeichnet, dass die grö sseren Brennhammern ein 'NVandungsstücl- mit der kleinsten Brennkammer gemeinsam haben, welches als heisse Zündfläche dient.

   3. Verbrennungsheizgerät nach Patentan spruch und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass das gemeinsame Wandungs- stück die Gestalt eines Töpfchens besitzt, das mit seinem Boden in die kleinste Brennkam- mer und mit seinem Rand in die grössere Brennkammer hineinragt.

   4. Verbrennungsheizgerät nach Patentan spruch und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Resonator mit dem kleinsten Brennraum an einen Vergaser für leichtflüchtigen Brennstoff angeschlossen ist, während die andern Resonatoren mit zerstäub tem schwerflüchtigem Brennstoff gespeist werden.