Mit flüssigem Brennstoff betriebene Luftheizung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine mit flüssigem Brenn stoff betriebene Luftheizung, insbesondere für den Fahrgastraum von Kraftfahrzeugen, und sie bezieht sich auf den Brennerteil solcher Heizungen, die ein gemeinsames Gebläse für die Heiz- und Verbren nungsluft besitzen und bei denen eine Abzweigung der Verbrennungsluft aus dem Heizluftstrom statt findet.
Der allgemeine Aufbau von Luftheizungen dieser Art ist bekannt. Um ein zentrales Heizrohr, welches eine Vor- und Nachbrennkammer enthält und dem das Brennerteil angeschlossen ist, ist konzentrisch ein doppelwandiges Rohr angeordnet, welches mit dem Heizrohr über radiale Durchzüge in Verbindung steht. Heizrohr und doppelwandiges Rohr bilden den sogenannten Wärmetauscher.
Ein ebenfalls konzen trisch den Wärmetauscher umschliessendes Mantel rohr bildet die äussere Verkleidung und weist öff- nungen auf, durch die ein am doppelwandigen Rohr angeschlossenes Abgasrohr, eine in das Heizrohr füh rende Zündhilfe sowie die Brennstoffzuführung in das Brennerteil hindurchtritt. An das Mantelrohr ist das Gebläse angeschlossen, welches die Heizluft lie fert, wobei ein Teil derselben als Verbrennungsluft über einen Ringspalt dem Brennerteil zugeführt wird.
Der Brennerteil dient zur Entwicklung des Flammen kegels, es wird darin das zündfähige Gemisch durch die Zündhilfe zur Verbrennung gebracht, die sich durch Selbstzündung weiter aufrecht erhält. Die in Ringkanälen zwischen Heizrohr und doppelwandigem Rohr und diesem und dem Mantelrohr strömende Heizluft wird z. B. dem Fahrgastraum eines Fahr zeuges zugeführt: Die bisher bekannten Heizungen sind aufwendig und mit relativ grossen Abmessungen gebaut worden.
Es ist bei der bisherigen Bauweise als weiterer Nach- teil zu verzeichnen, dass die überleitung der Ver brennungsluft in das Heizrohr das Vorhandensein unkontrollierbarer Luftströmungen in diesem Bereich nicht ausschliesst, was das Eindringen der Verbren nungsgase in den Heizluftstrom zur Folge haben kann und die Wirksamkeit des Verbrennungsvorganges selbst mindert.
Durch die Erfindung soll eine einfache Bauweise bei kleinsten Abmessungen erzielt werden, ferner soll eine vorteilhafte überleitung der Verbrennungsluft in den Brennerteil des Heizrohres stattfinden und die Gefahr des übertritts von Verbrennungsgasen in den Heizluftstrom sicher verhindert werden. Durch eine besonders zweckmässige Ausbildung des Brennertei- les soll eine stabile Flammenlage und eine vorteil hafte Flammenentwicklung erreicht werden, die eine gleichmässige Erhitzung des Heizrohres sichert.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der zur Abzweigung der Verbrennungsluft in einer Verlängerung des Heizrohres vorgesehene Ring spalt auf dem grössten Aussendurchmesser eines kon zentrisch im Eingang des Heizrohres angeordneten Kegels vorgesehen ist und hinter dem Ringspalt Leit- kanäle angeordnet sind, an die sich ein in der Mitte eingeschnürtes Brennrohr anschliesst, in dessen Ein schnürung ein Düsenstock als Brennstoffzuführung einmündet.
Das eine trichterförmig erweiterte Ende des Brennrohres bildet nach der Bodenfläche des Kegels eine geschlossene Oberfläche und das nach der anderen Seite trichterförmig erweiterte Ende besitzt eine Lochreihe für den Durchtritt des Brennstoff- Luftgemisches. Der mittlere eingeschnürte Teil des Brennrohres umfasst ein in die Vorbrennkammer reichendes Siebrohr, das zentral ein Flammenleitblech enthält, welches sich bis in die Nachbrennkammer erstreckt.
In der Einschnürung des Brennrohres kann an der Stelle der Einmündung des Düsenstockes eine radiale Öffnung mit einer Asbesteinlage und eine Drahtschleife vorgesehen sein, welche die Asbestein lage sichert, als Abstandhalter gegenüber dem Düsen stock dient und den Brennstoff über den Umfang der Einschnürung verteilt.
Zweckmässig ist das Brennerteil als eine Bauein heit ausgebildet und der Kegel, der Ringspalt, die Luftleitkanäle und das Brennrohr mit dem Siebrohr können durch einen Schraubenbolzen miteinander verbunden sein. Der Schraubenbolzen kann am Kopf ende das Flammenleitblech tragen.
Der Düsenstock kann gleichzeitig als Sicherung für die Lage des Brennerteils im Heizrohr dienen, indem ein um die Asbesteinlage hochgezogener Bör- delrand im Brennrohr das vordere Ende des Düsen stockes umfasst.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt in Längsrichtung durch das komplette, die Heizung bildende Gerät, Fig.2 dessen Ansicht von vorn mit einem teil weisen Schnitt im Bereich des Düsenstockes für die Brennstoffzufuhr, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil des Heizrohres und den Brennerteil.
Der Motor 1 (Fig. 1) treibt das Kreiselgebläse 2 an, welches in ein Spiralgehäuse eingebaut ist. Das Kreiselgebläse 2 ist über einen Verbindungsstutzen 3 entweder direkt an ein Mantelrohr 4 des Heizgerätes angeflanscht oder mit diesem über eine Rohrleitung verbunden. Es ist dadurch auch bei Kleinwagen ver- hältnismässig einfach, das Kreiselgebläse 2 für sich und abseits vom Fahrgastraum unterzubringen. Das Heizgerät kann in unmittelbarer Nähe des Fahrgast raumes, an diesen anschliessend, montiert werden.
Das Rohrsystem des Heizgerätes sieht als äussere Verkleidung das bereits erwähnte Mantelrohr 4 vor, welches gleichzeitig als Geräteträger dient. Es ist ein im wesentlichen zylindrisches Teil mit einem An- schlussende für das Kreiselgebläse 2 oder für eine Rohrverbindung und einer vorderen Austrittsöffnung 39 für die Heizluft, welche einen stark verminderten Querschnitt aufweist.
Auf dem Mantelrohr 4 ist der Benzinstandregler 5 angeordnet, welcher aus Schwimmer 6 und Nadel ventil 7 besteht. Der Brennstoffzufluss erfolgt über die Schlaucholive 8, welche in einen Hohlraum 9 über dem Ventilsitz 10 einmündet. Bei geöffnetem Ventil fliesst Benzin in den Hohlraum 11 um den Schwimmer 6, hebt diesen an und bringt das Nadel ventil 7 in die obere Verschlussstellung. Der Ablauf von Benzin aus dem Benzinstandregler 5 erfolgt über die Rohrleitung 12 (Fig. 2) nach dem Düsenstock 13.
Dieser ist in ein Ansatzrohr 14 eingeschraubt, das radial durch das Mantelrohr 4 führt.
Weitere Aggregate, welche auf dem Mantelrohr 4 aufgebaut sind, wie z. B. ein Magnetventil 15, eine Abschmelzsicherung 16, sind zur Erläuterung des Erfindungsgedankens unwesentlich und deshalb in den Zeichnungen Fig. 1 und 2 nur andeutungsweise dargestellt.
Im Mantelrohr 4 ist konzentrisch ein System von Röhren untergebracht, welches die Funktion eines Wärmetauschers ausübt und als zentrales Heizrohr 17 und als doppelwandiges Rohr 18 ausgebildet ist. Letzteres besitzt am vorderen Ende Durchzüge 19, die radial in das Heizrohr 17 einmünden und eine Austrittsöffnung 20 mit Abgasrohr 21 am hinteren Ende für die Abgase der Verbrennungsluft aufweisen. Eine Verbindungsschelle 22 dient zur Befestigung eines weiteren, in der Zeichnung Fig. 2 nur angedeu teten Rohres 23, welches die Abgase ins Freie führt.
Das doppelwandige Rohr 18 ist durch radiale Stege 24 konzentrisch im Mantelrohr 4 befestigt. Es ist so bemessen, dass sein Umfang zusammen mit der lichten Weite des Mantelrohres einen Ringkanal 25 bildet, der von der Gebläseseite her von Heizluft durchströmt wird. In gleicher Weise bildet die lichte Weite des doppelwandigen Rohres 18 gegenüber dem Umfang des Heizrohres 17 einen Ringkanal 26, der ebenfalls von der Heizluft durchströmt wird.
Der Hohlraum 27 im doppelwandigen Rohr 18 selbst ist über die erwähnten radialen Durchzüge 19 mit dem Heizrohr 17 in Verbindung, in welchen der Verbren- nungsprozess des Brennstoff-Luftgemisches vor sich geht.
Das Heizrohr 17 ist funktionsmässig in mehrere Abschnitte unterteilt, welchen im einzelnen folgende Aufgaben zufallen: Verbrennungsluft-Abzweigung, Verdichtung der Verbrennungsluft in einem Ring spalt, welcher gleichzeitig Drosselstelle für die Ver brennungsluft ist, Expansionsraum für die Verbren nungsluft und darin Einleitung des Brennstoffes zum Zwecke der Gemischbildung mit der Verbrennungs luft, Vorwärmen und Zuführen des Gemisches nach den Verbrennungsbereichen in der Vor- und Nach- brennkammer. Ein Deckel 38 verschliesst das vordere Ende des Heizrohres 17.
Die Abzweigung der Verbrennungsluft aus dem Frischluftstrom wird von der Öffnung des Heizroh res 17 her eingeleitet, welche dem Kreiselgebläse 2 zugewendet liegt. In dieser Öffnung ist konzentrisch ein Kegel 28 durch Stege 29 befestigt, derart, dass ein Teil des Kegels 28 mit seinem spitzen Ende über das Heizrohr 17 hinausragt. Mit seiner Bodenfläche füllt der Kegel 28 nahezu die lichte Weite des Heiz rohres 17, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Dabei verbleibt ein Ringspalt 30, in welchem sich die einströmende Verbrennungsluft verdichtet.
Der hier entstehende Luftstau bewirkt einen sicheren Abschluss gegen das unerwünschte Austreten von Brenngasen in den Heiz- luftstrom. Nach Passieren des Ringspaltes 30 gelangt die Verbrennungsluft in den Bereich von schrägen Luftleitkanälen 31, welche dieser einen Drall verlei hen. Diese Luftleitkanäle 31 werden durch abge winkelte Leitflächen am Umfang eines Blechteiles ge bildet, dessen äusserer Durchmesser der lichten Weite des Heizrohres 17 entspricht. Das Brennrohr 32 ist ein im mittleren Teil einge schnürtes Rohrstück, dessen beide Enden trichter förmig erweitert sind.
Ein solches Ende, welches eine geschlossene Oberfläche aufweist, schliesst an die Luftleitkanäle 31 an, das andere Ende besitzt eine Lochreihe 33 und ist nach der Vorbrennkammer zu offen. In diese Vorbrennkammer ragt ein Glühdraht 34 hinein, der zur Einleitung des Verbrennungsvor ganges kurzzeitig elektrisch aufgeheizt wird.
Ein Sieb rohr 42 wird von der Einschnürung des Brennrohres 32 umfasst und ragt über dessen Ende hinaus in die Vorbrennkammer. Ein zentral im Siebrohr angeord netes Flammenleitblech 36 reicht durch einen Flam- meneinschnürring 35 in die Nachbrennkammer.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Flammenleit- blech 36 mit einem Schraubenbolzen 37 versehen, dessen Kopfende als Verbindungsstelle ausgebildet ist. Dieser Schraubenbolzen 37 ist andererseits in der Bodenfläche des Kegels 28 eingeschraubt und er be wirkt den Zusammenhalt der zur Luftführung ge hörenden Teile mit dem Brennrohr 32, so dass der Brennerteil eine Baueinheit bildet.
In der Einschnürung des Brennrohres 32 mündet der Düsenstock 13 ein, dessen Stirnfläche Düsenboh rungen 44 aufweist und die durch eine Drahtschleife 41 gegenüber einer Asbesteinlage 43 auf Distanz ge halten wird. Diese Asbesteinlage 43 befindet sich in einer seitlichen Öffnung des Brennrohres 32 und sie wird von einem um diese Öffnung hochgezogenen Bördelrand 40 umgeben. Die Drahtschleife 41 sichert die Asbesteinlage 43, indem sie um die Einschnürung des Brennrohres 32 herumgelegt ist.
Diese Vorkeh rungen sind für einen ruhigen und gleichmässigen Ab lauf der Verbrennung von Bedeutung, da die Asbest einlage 43 auf den Zufluss des Brennstoffes regelnd wirkt und dessen Vergasung fördert. Die Draht schleife 41 stellt die notwendige Distanz zwischen der Stirnseite des Düsenstockes 13 und der Asbesteinlage 43 ein, sie sorgt ausserdem für die gleichmässige Be netzung des Brennrohres 32 über den Umfang seiner Einschnürung.
Die Funktionsweise des Heizgerätes ist folgende: Nachdem die über den Kegel 28 in dem Eingang des Heizrohres 17 abgezweigte Verbrennungsluft den Ringspalt 30 und die Luftleitkanäle 31 passiert hat, wird der Mischvorgang der Verbrennungsluft mit dem zugeführten Brennstoff eingeleitet. Dieser ge langt aus dem Düsenstock 13 über die Düsenbohrun gen 44 in den freien Raum zwischen dessen Stirnseite und der Asbesteinlage 43 und entlang der Draht schleife 41 über den Umfang der Einschnürung des Brennrohres 32. Von der mit hoher Geschwindigkeit einströmenden Verbrennungsluft wird der Brennstoff mitgerissen und mit dieser vermischt.
Das zündfähige Gemisch gelangt durch die Lochreihe 33 im Brenn- rohr 32 an das Siebrohr 42, welches sich über dem Glühdraht befindet, der das Gemisch entzündet.
Durch die Entzündung des Gemisches in der Vor- brennkammer entwickelt sich ein Flammenkegel, wel- o eher von dem Flammeneinschnürring 35 eingeengt wird. Die Wirkung dieses Flammeneinschnürringes 35 auf die entzündeten Brenngase bedeutet eine Er höhung ihrer Strömungsgeschwindigkeit, wobei durch die Einschnürung des Flammenkegels eine örtliche Erhitzung des Heizrohres 17 im Bereich der Vor- brennkammer vermieden wird.
Der Aufheizvorgang erstreckt sich dadurch gleichmässig über die ganze Länge des Heizrohres 17 bis in die Nachbrennkam- mer. Zur Erzielung einer vollständigen und stabilisier ten Verbrennung des Gemisches ist das längliche Flammenleitblech 36 vorgesehen, welches eine Ver windung besitzt und damit die Wirbelbildung des Gemisches erhöht und den Verbrennungsgasen ge nügend Angriffsfläche bietet, um durch direkte Ruf heizung und Wärmeleitung eine verstärkte Vorwär- mung des Gemisches unmittelbar vor der Verbren nung zu erzielen.
Eine zur Aufrechterhaltung des Verbrennungs vorganges erforderliche Reaktion im Bereich des Brennerteiles tritt insofern ein, als durch den Ver- brennungsprozess ein Unterdruck entsteht, welcher sich gegenüber der nachströmenden Verbrennungs luft und dem Brennstoffgemisch als Sog auswirkt. Die Verbrennungsgase strömen über die Durchzüge 19 bei gleichzeitiger Umkehr ihrer Strömungsrichtung durch den Hohlraum 27 im doppelwandigen Rohr 18 und nach Passieren desselben das Abgasrohr 21.
Die Wände des Heizrohres 17 und des doppelwandigen Rohres 18 gelangen mit dem Heizluftstrom in Be rührung, wodurch ein Wärmeaustausch stattfindet und eine Kühlfunktion gegenüber dem Mantelrohr 4 ausgeübt wird.
Die im Heizluftstrom liegende, an der Aussenseite des Mantelrohres 4 angebrachte elektrische Thermo- sicherung 16 ist entweder als Abschmelzsicherung oder als zeitweilig den elektrischen Strom unterbre chende Bimetallsicherung ausgebildet, wodurch das Magnetventil 15 die Brennstoffzufuhr unterbricht. Dieser Fall tritt dann ein, wenn im Bereich der Heiz- luft eine unzulässig hohe Wärmeentwicklung auftritt.