Einrichtung zur Zuführung von flüssigem Brennstoff an Heizgeräten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zufüh rung von flüssigem Brennstoff an Heizgeräten, insbe sondere solchen für die Fahrzeugheizung, bei denen die Brennstoffdosierung über eine Zuteilungsdüse durch eine Flüssigkeitssäule über der Zuteilungsdüse erfolgt, wobei eine Vordüse in den Brennstoffkreislauf eingeschaltet ist, welche den Brennstoff mit Überfluss fördert.
Es ist bekannt, für solche Zuführungseinrichtungen zum Zwecke der Brennstoffdosierung eine sogenannte Zuteilungsdüse vorzusehen, welche in einem Düsenstock angeordnet ist, der radial von ausserhalb des Mantel rohres nach dem zentralen Heizrohr das Rohrsystem durchdringt und dementsprechend von einer bestimmten hänge sein muss.
Ein für den Dosierungsvorgang notwendiger gleich- mässiger Druck in der Brennstoffzufuhr wird bei diesen bekannten Einrichtungen durch eine Flüssigkeitssäule konstanter Höhe über der Zuteilungsdüse erzeugt, wobei diese Höhe in gewissen Grenzen voreinstellbar ist. Der mit Überschuss zugeführte Brennstoff wird durch ein Steigrohr geleitet, dessen mittlerer Teil den Anschluss für den Düsenstock aufweist und das im oberen Teil eine Überlaufkante besitzt, über die der überschüssige Brennstoff in den Vorratsbehälter zurückläuft.
Zum Zwecke eines dauernden Umlaufes des Brenn stoffes ist z.B. eine Magnetpumpe vorgesehen, die ge- gendruckabhängig fördert, indem die Fördermenge an Brennstoff durch eine Vordüse zwischen Pumpe und Steigrohr begrenzt wird. Eine gegebenenfalls in die Rück laufleitung eingeschaltete Nachdüse kann in ihrer Durch- flussmenge so auf die Vordüse und die Zuteilungsdüse abgestimmt werden, dass durch einen Stau über der Zu 2eilungsdüse der Durchsatz an Brennstoff weitestgehend variiert wird.
Diese bekannten Brennstoffzuführungseinrichtungen besitzen Nachteile dadurch, dass bei den notwendigen geringen Brennstoffmengen die Düsenbohrungen sehr klein gehalten werden müssen, wodurch die Gefahr des Verstopfens der Düsen ausserordentlich gross ist. Be sonders bei der Düsenkombination von Vor- und Nach düse mit der Zuteilungsdüse wird einmal schon die Ab stimmung der Düsen untereinander wegen der unvermeid lichen Fertigungstoleranzen schwierig, zum anderen füh ren bereits Teilverstopfungen der Düsen zu grossen Druckschwankungen in der Brennstoffaufgabe und zu einer Unsicherheit in der Dosierung des Brennstoffes.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Dosierungsein richtungen liegt darin, dass die Forderung, die Zuteilungs düse so nahe wie möglich in den Brennerbereich des Heizrohres zu bringen, um die Übergabe des dosierten Brennstoffes zu gewährleisten, nicht erfüllt werden kann. Diese Düse ist im Brennerbereich starker Erhitzung und dementsprechend starker Korrosion ausgesetzt und sie neigt zum Verstopfen. Es ist auch eine Reinigung der Düse nur durch Entfernen des gesamten Düsenstockes möglich. Ausserdem ist die im Düsenstock eingeschlos sene Brennstoffmenge durch den Erhitzungsvorgang zur Bildung von Gasblasen geneigt.
Eine Anordnung der Zu teilungsdüse ausserhalb des Brennerbereiches, etwa im Kopf des Düsenstockes, hat bisher den Nachteil zur Folge, dass der kontinuierliche Brennstoffzufluss durch den Düsenstock und die Überleitung des Brennstoffes an den Brenner durch die in dessen Bereich herrschenden unterschiedlichen Druckverhältnisse störanfällig war und die Brennstoffübergabe vielfach tropfenweise erfolgte.
Eine zur Behebung dieses Mangels bereits vorgeschlagene Anordnung mit einem gestreckten Draht in der Zufluss- leitung ist nicht ausreichend, da dieser Draht nicht bis in den Bereich des Brenners vorgezogen werden kann und auch nicht zur Überleitung des Brennstoffes an diesen beiträgt. Die bekannten Systeme solcher Einrichtungen für die Brennstoffzufuhr zeigen noch einen weiteren Nachteil, der darin besteht, dass die Flüssigkeitssäule den Brenn stoffdruck konstant hält, dass aber brennkammerseitig unterschiedliche Drücke gegen den Brennstoffzufluss wirksam werden und der Brennstoffdurchtritt durch die Zuteilungsdüse ungleichmässig erfolgt.
Die Druckver hältnisse in der Brennkammer sind abhängig von dem Umfang und der Intensität der dort stattfindenden Ver brennung, wobei auch die Menge des zugeführten Brenn stoffes und die Verbrennungsluft eine Rolle spielt. Die Praxis hat gezeigt, dass es bei diesen Heizgeräten auch zu kleinen Verpuffungen in der Brennkammer kommt, bei denen Drücke gegenüber dem Brennstoffluss aus der Zuteilungsdüse wirksam werden, die wesentlich über dem Druck des Brennstoffes vor der Zuteilungsdüse liegen.
Hierdurch kommt es zu kurzzeitigen Unterbrechungen in der Brennstoffzufuhr, der Brennstoff wird in die Zu teilungsdüse zurückgedrückt und es kommt zur Bildung von Gasblasen in der Brennstoff-Flüssigkeitssäule vor der Zuteilungsdüse. Diese Erscheinungen führen zur Unter brechung des Verbrennungsvorganges in der Brennkam- mer, sie sind der Anlass von Betriebsstörungen und ber gen die Gefahr von Verpuffungen in sich, die durch das plötzliche und unkontrollierbare Aus- und Einsetzen der Verbrennung auftreten können.
Es erweist sich ebenso als unvorteilhaft, den für sol che Heizgeräte notwendigen Vorratsbehälter mit einer Entlüftungsöffnung zu versehen, um den verbrauchten Brennstoff durch Luft zu ersetzen und die Druckverhält nisse im Vorratsbehälter zu stabilisieren. Die Unterbrin gung solcher Heizgeräte mit dem anhängenden Vorrats behälter in geschlossenen Fahrzeugen führt zur Geruchs- belästigung und sie begünstigt auch das Eindringen von Fremdkörpern in den Brennstoff. Ebenso tragen auch die entweichenden Gase aus der Entlüfung des Steig rohres zur Geruchsbelästigung bei.
Demgegenüber zeichnet sich die Einrichtung nach der Erfindung dadurch aus, dass die Zuteilungsdüse als Hohlschraube ausgebildet ist, die gleichzeitig als Befe stigungsorgan und Drehstelle eines die Flüssigkeitssäule aufnehmenden Steigrohres ausgebildet ist und sich am Kopfende eines Düsenstockes befindet, und dass im brennerseitigen Teil des Düsenstockes unmittelbar an die Zuteilungsdüse anschliessend eine Schraubenfeder vorge sehen ist, die andererseits über den Düsenstock hinaus ragt und in den Bereich einer Brennereinrichtung führt.
Die Brennstoffzufuhr kann noch dadurch vervoll kommnet werden, dass zwischen dem luftdicht abge schlossenen Vorratsbehälter und der Brennkammer des Heizgerätes eine als Druckausgleich dienende zusätzliche Rohrverbindung hergestellt ist, die parallel zu der für den Brennstofftransport vorgesehenen Ringleitung verläuft. Zweckmässig wird die Rohrverbindung für den Druck ausgleich parallel zum Steigrohr so angeordnet, dass sie einerseits in den Bereich der Brennstoffübergabe inner halb eines Düsenstockes einmündet und andererseits an das Entlüftungsende des Steigrohres angeschlossen ist, wobei das Rücklaufrohr der Ringleitung zum Vorrats behälter einen grösseren Querschnitt besitzt,
als dies für den Brennstofftransport an sich erforderlich ist. Zur Dämpfung auftretender Druckschwankungen kann in der Rohrverbindung zwischen Brennkammer und Vorratsbe hälter eine Drosseldüse eingeschaltet werden, vorteilhaft am Einmündungsende der Rohrverbindung in den Dü senstock. In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 sind Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung an einem Schnitt durch ein Heizgerät und einem Düsenstock mit Steigrohr und Zu laufleitung dargestellt, ein Brennstoffvorratsbehälter, eine Brennstoffpumpe und die Anschluss- bzw. Füllstutzen für den Brennstofftransport sind angedeutet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, fördert eine Magnetpumpe 1 den Brennstoff aus einem Vorratsbehälter 2 über eine Brennstoffleitung 3 in der Pfeilrichtung in ein Steigrohr 4. In diesem Steigrohr 4 befindet sich eine Vordüse 5, welche entweder eine durchgehende Längsbohrung oder, wie in der Zeichnung dargestellt, eine Längs- und eine Querbohrung enthält, wobei die Querbohrung sich aus- serhalb des Steigrohres 4 befindet. Das Steigrohr 4 ist an beiden Enden mit erweiterten Anschlussstücken 6, 7 versehen, von denen das Anschlussstück 6 die erwähnte Vordüse 5 in einem Schraubgewinde aufnimmt.
Das An schlussstück 7 ist als Teil der Rücklaufleitung ausgebil det und das Steigrohr 4 ist seitlich in dieses Anschluss- stück 7 eingeführt. Die lichte Weite der durchgehenden Längsbohrung des Anschlussstückes 7 ist etwa doppelt so gross als die des Steigrohres 4. Eine noch grössere Differenz dieser beiden lichten Weiten ist von Vorteil. Die obere öffnung des Anschlussstückes 7 kann als Ent lüftung für den Brennstoff vorgesehen werden, da die ser zur Gasbildung neigt.
Im mittleren Teil des Steigrohres 4 ist ein Ringan- schlussstück 8 vorgesehen, das an gegenüberliegenden Stellen durch die Steigrohrleitung durchbrochen ist. Über dieses Ringanschlussstück 8 und einer Zuteilungsdüse 9 ist der Anschluss des Steigrohres 4 an einen Düsenstock 10 hergestellt. Zu diesem Zweck ist der Düsenstock 10 an seinem Kopfende mit einem Innengewinde versehen, in welches die als Hohlschraube ausgebildete Zuteilungs düse 9 eingeschraubt ist.
Die Zuteilungsdüse 9 weist ne ben der Längsbohrung eine Querbohrung auf und sie ist ausserdem in diesem Bereich mit einer Ringnut 11 ver= sehen. Über diese Ringnut<B>11</B> und durch die Querbohrun gen gelangt der Brennstoff aus dem Steigrohr 4 in die Längsbohrung der Zuteilungsdüse 9 und aus dieser in die weite öffnung des Düsenstockes 10, die nach der Bren- nerseite des Heizgerätes offen ist. In dieser öffnung des Düsenstockes 10 ist eine Schraubenfeder 12 vorgesehen, welche sich einerseits an die Stirnfläche der Zuteilungs düse 9 anlegt und mit dem anderen Ende aus dem Düsen stock 10 herausragt.
Diese Schraubenfeder 12 ist in ihrem Windungssinn entgegengesetzt zum Gewinde des Düsen stockes gewickelt.
Im Heizgerät ist eine rohrförmige Aufnahme 13 für den Düsenstock 10 vorgesehen, welche vom Mantelrohr 14 aus radial in das Heizrohr 15 einmündet. Ein zwischen dem Mantelrohr 14 und dem Heizrohr 15 vorgesehener doppelwandiger Wärmetauscher und die zwischen die sem, dem Heizrohr 15 und dem Mantelrohr 14 vorge sehene Ringkanäle für das Heizmedium sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Aufnahme 13 weist ein Innengewinde auf, in welches der Düsenstock 10 einge schraubt wird. Im Heizrohr 15 ist die Brennereinrichtung 16 angedeutet, welche aus einem Brennrohr 17 und einer Asbestlage 18 an der Aussenseite des Brennrohres be steht.
Auf diese Asbestlage 18 trifft die Schraubenfeder 12 auf, wobei zwischen der Stirnkante des Düsenstockes 10 und der Oberfläche der Asbestlage 18 ein Spalt ver bleibt, der durch die Schraubenfeder 12 überbrückt wird. Der in diesem Bereich entlang den Windungen der Schraubenfeder 12 zulaufende Brennstoff gelangt auf die se Weise leichter zur Vergasung, da er sich auf diesen Windungen als Brennstoffilm ausbildet, der sich ständig erneuert.
Der Brennstoffumlauf findet in der durch Pfeile an gedeuteten Richtung statt. Eine Nachdüse ist in dieser Darstellung nicht enthalten, sie könnte im Bereich des Anschlussstückes 7 angeordnet sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Magnetpumpe 1, der Vorratsbehälter 2 und die Brennstoffringleitung 3 zum Steigrohr 4 in gleicher Weise wie in Fig. 1 angeord net. Das Steigrohr 4 ist ebenfalls an beiden Enden mit erweiterten Anschlussstücken 6, 7 versehen, von denen das Anschlussstück 6 die Vordüse 5 in einem Schraub gewinde aufnimmt. An das Anschlussstück 7 ist der Rücklauf innerhalb der Brennstoffringleitung 3 ange schlossen.
Die obere Öffnung des Anschlussstückes 7 dient zum Anschluss einer Rohrverbindung 19 für den Druckausgleich zwischen der Brennkammer des Heizge- rätes und dem Vorratsbehälter 2. Zu diesem Zweck ist im Kopfende des Düsenstockes 10 seitlich ein weiterer Anschlussstutzen 20 vorgesehen, dessen Bohrung in den Hohlraum des Düsenstockes 10 einmündet. In diesem Anschlussstutzen 20 ist eine Drosseldüse 21 eingesetzt, die zur Dämpfung von auftretenden Druckschwankungen innerhalb der Rohrverbindung dient.
Der Brennstoffumlauf findet, wie bereits in Verbin dung mit Fig. 1 erwähnt, in der durch Pfeile angedeute ten Richtung statt. Die Entlüftung des Vorratsbehälters 2 für den Brennstoff erfolgt in die Brennkammer der Brennereinrichtung 16, so dass der Vorratsbehälter 2 immer unter Brennkammerdruck steht. Hierdurch wird neben der Unterbindung der Geruchsbelästigung der Zu stand geschaffen, dass die Zuteilungsdüse 9 unabhängig vom Über- oder Unterdruck und der Druckhöhe in der Brennkammer nur mit dem lediglich durch das Steig rohr 4 bestimmten Druck der Flüssigkeitssäule beauf- schlagt wird.