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Heizelement mit Brenner für flüssige Brennstoffe Die Erfindung betrifft
ein Heizelement mit Brenner für flüssige Brennstoffe, das einen als metallener Hohlzylinder
ausgebildeten, koaxial im Inneren eines hohlzylindrischen Gehäuses angeordneten
und an diesem festgelegten, von einer elektrischen Heizspirale umgebenen Zerstäuber
und einen in diesem vorgesehenen wärmeempfindlichen Stab aufweist, der die Brennstoffzufuhr
zum einen Ende des Zerstäubers regelt, wobei das Gehäuse an seinem dem Ende des
Zerstäubers, dem der Brennstoff zugeführt wird, abgewendeten Ende stirnseitig offen
und mit wenigstens einer radialen Lufteintrittsbohrung versehen ist.
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Ein bereits bekannter ölbrenner, bei dem eine wirksame Zerstäubung
des Öls bewirkt werden soll, besitzt einen in einem Ölstrahlrohr angeordneten Dehnstab,
der einen Schalter für ein Heizelement betätigt. Zum Zünden des aus einer Düse austretenden
Ölstrahles dienen zwei getrennte Elektroden. Dieser bekannte Ölbrenner hat den Nachteil,
daß die Ölzufuhr nicht in Abhängigkeit von der Temperatur im Brenner selbst gesteuert
werden kann. Außerdem ist das Heizelement, das aus einem Widerstandsdraht oder einem
entsprechend geformten Widerstandsblech bestehen kann, nicht gegen Erschütterungen
und Schwingungen gesichert. Im übrigen ist dieser bekannte ölbrenner aus so vielen
Einzelteilen zusammengesetzt, daß er sehr störanfällig ist.
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Weiterhin ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Erwärmung der Brennerdüse
motorisch betriebener Ölfeuerungseinrichtungen bekannt, mit welcher schwere, zähflüssige
und billige Heizöle bei vollautomatischem Betrieb verbrannt werden sollen. Diese
bekannte Einrichtung besteht aus einem elektrischen Heizkörper, der in wärmeleitender
Verbindung mit einem Zerstäuber steht und einen Temperaturschalter beeinflußt, der
den Heizkörper und eine Einspritzpumpe ein- bzw. ausschaltet. Bei einer Ausführung
dieser Einrichtung kann -der Heizkörper zum Zünden des aus dem Zerstäuber austretenden
Ölstrahles benutzt werden, indem er in den Ölkegel hineingeschoben wird.
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Schließlich ist noch ein elektrischer Brennstoff-, Luft- oder Gemischvorwärmer
für Verbrennungskraftmaschinen bekannt, der in kühlen Jahreszeiten das Anlaufen
eines Motors erleichtern soll. Dieser bekannte Vorwärmer bildet ein Einsatzelement,
das einfach in den Strömungskanal eingesetzt wird.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, ein Heizelement mit
Brenner für flüssige Brennstoffe zu schaffen, das einfach konstruiert, billig herstellbar
und betriebssicher ist. Im übrigen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
der wärmeempfindliche Stab mit seinem einen Ende einen Ventilkörper eines am entsprechenden
Ende des Zerstäubers vorgesehenen Brennstoffeinlaßventils trägt und mit seinem anderen
Ende in dem dem Ventil abgelegenen Ende des Zerstäubers festgelegt ist und dieses
Ende schließt, daß das im Zerstäuber festgelegte Ende des wärmeempfindlichen Stabes
mit einem Austrittskanal versehen ist, durch den der Brennstoff aus dem Inneren
des Zerstäubers heraustreten und sich an einem über den Zerstäuber hinaus weitergeführten
Teil der elektrischen Heizspirale entzünden kann, und daß der Zerstäuber und der
Stab verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß nach genügend großer
Erhitzung des Zerstäubers und des Stabes durch die Heizspirale der Stab den Ventilkörper
freigibt und damit ermöglicht, daß sich das Brennstoffeinlaßventil unter dem - Brennstoffdruck
öffnen kann.
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Das erfindungsgemäß ausgebildete Heizelement hat den Vorteil, daß
die Öffnungsweite des Brennstoffeinlaßventils eine Funktion der Brennstofftemperatur
ist. Dadurch ist sichergestellt, daß kein Brennstoff, der nicht ausreichend aufgeheizt
ist, das Brennstoffeinlaßventil passiert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
die Heizspirale fast auf ihrer gesamten Länge als Wickelkörper dem Zerstäuber anliegt
und so gegen Erschütterungen und Schwingungen gesichert ist. Schließlich ist das
erfindungsgemäße Heizelement unempfindlich gegenüber unterschiedlichen Brennstoffviskositäten,
weil kein Brennstoff das Brennstoffeinlaßventil passieren kann, der nicht ausreichend
vorgewärmt
wäre. Beim Durchströmen des Zerstäubers schließlich wird der Brennstoff zuverlässig
verdampft und kann anschließend mit optimalem Effekt zerstäubt werden.
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Auf der Zeichnung ist das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Heizelementes mit Brenner für flüssige Brennstoffe als Luftvorwärmer
bei Breunkraftmaschinen für die Luft im Eintrittskrümmer dargestellt. Das Heizelement
besteht aus einem metallenen Hohlzylinder a, der in eine seitliche öffnung eines
(nicht dargestellten) Lufteintrittskrümmers einsetzbar ist. Zu diesem Zweck besitzt
der Hohlzylinder a ein Außengewinde b. Auf seinem inneren Ende ist der Hohlzylinder
a stirnseitig offen.
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Das äußere Ende des Hohlzylinders a ist stirnseitig geschlossen. An
diesem Ende ist das eine Ende eines Zerstäubers c befestigt, der, im Hohlzylinder
a koaxial zu diesem angeordnet, sich über den größten Teil der Länge des Hohlzylinders
a erstreckt. Der Zerstäuber c besteht ebenfalls aus einem zylindrischen, metallischen
Hohlkörper, dessen äußeres Ende, das aus dem äußeren Ende des Hohlzylinders a herausragt,
so ausgebildet ist, daß es mit einer (nicht dargestellten) Brennstoffleitung verbunden
werden kann, durch die der Brennstoff unter dem Druck einer (nicht dargestellten)
Förderpumpe zugeführt wird. Im äußeren Ende des Zerstäubers ist ein Ventilsitz d
für einen Ventilkörper e vorgesehen, der beispielsweise als Kugel oder als Ventilkegel
ausgebildet sein kann. Der Ventilkörper e wird in der Ruhestellung durch einen im
Zerstäuber c vorgesehenen koaxialen Stab f gegen den Ventilsitz
d gedrückt und hält das Brennstoffeinlaßventil d, e geschlossen. Mit seinem
inneren Ende schließt der Stab f das innere Ende des Zerstäubers c, in dem er befestigt,
z. B. eingeschraubt ist. Am inneren Kopf des Stabes f ist ein kleiner Austrittskanal
g vorgesehen, durch den der zerstäubte Brennstoff aus dem Inneren des Zerstäubers
c heraustreten kann. Der Stab f und der Zerstäuber c sind aus Metallen mit verschiedenen
Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt, so daß der Stab f - wenn der Zerstäuber
c erwärmt wird -den Ventilkörper e des Brennstoffeinlaßventils d, e freigibt, wodurch
sich dieses unter dem Druck des Brennstoffes öffnet, so daß Brennstoff in den Zerstäuber
c eintreten kann.
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Die Erwärmung des Zerstäubers c wird durch eine Heizspirale h bewirkt,
die, elektrisch von dem Zerstäuber c isoliert, auf diesen montiert ist. An ihrem
einen Ende ist die Heizspirale h mit einer isolierten Anschlußklemme i verbunden,
während ihr anderes Ende über das innere Ende des Zerstäubers c herausgeführt und
am Hohlzylinder a befestigt ist.
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Die Wirkungsweise des Heizelementes ist folgende: Im kalten Zustand
wird das Brennstoffeinlaßventil d, e durch den im Zerstäuber c angeordneten
Stab f
geschlossen gehalten. Durch Erhitzen des Zerstäubers c durch die Heizspirale
h gibt zunächst der Stab f den Ventilkörper e frei, wodurch es dem Brennstoff möglich
ist, in den Zerstäuber c einzutreten. Ein Strahl des zerstäubten Brennstoffes tritt
durch den Austrittskanal g am inneren Kopf des Stabes f hindurch und wird durch
das überstehende Ende der Heizspirale h zur Entzündung gebracht. Die - zur Verbrennung
des Brennstoffstrahles notwendige Luft gelangt vom Lufteintrittskrümmer in das Innere
des Hohlzylinders a durch seitliche Bohrungen k, die derart in der Nähe des aus
dem Zerstäuber c austretenden Brennstoffstrahles angeordnet sind, daß die Luft auch
zur Stabilisierung der Flamme dient.
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Zur Außerbetriebsetzung des Heizelementes wird der Heizstrom abgeschaltet.
Infolge der Abkühlung des Zerstäubers c bewirkt der Stab fein Schließen des Brennstoffeinlaßventils
d, e.
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Durch die vorliegende Erfindung ist ein Heizelement geschaffen, das
für den beschriebenen Zweck infolge seiner einfachen, robusten und zweckdienlichen
Ausführung besonders geeignet ist. Die Verwendung des Erfindungsgegenstandes ist
jedoch nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ist das
Heizelement auch bei anderen Maschinen und Geräten verwendbar, beispielsweise zur
Zündung der Verbrennungsgase bei der Verbrennung von gasförmigen oder flüssigen
Brennstoffen in Kraftmaschinen, Öfen, Luft- und Wassererhitzern od. dgl.