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Elektrische Zündungsvorrichtung für Feuerungen. Ein sehr wesentlicher
Mangel bei allen Feuerungen, die Kohle, Koks usw. verwenden, besteht darin, daß
es unmöglich ist, das Feuer ohne Zuhilfenahme besonderer Mittel zu zünden. Es muß
zunächst durch ein Hilfsfeuer aus brennendem Holz, Papier, Petroleum usw. die nötige
Entzündungstemperatur für den eigentlichen Brennstoff, Kohle, Koks usw., erzeugt
werden, bevor die Feuerung in Gang kommt. Nach jedesmaligem Ausgehen der Feuerung
ist das gleiche Verfahren anzuwenden, meistens nachdem zuvor die Reste der vorherigen
Verbrennung entfernt worden sind, ein Vorgang, der manche Unannehmlichkeiten für
den Bedienenden mit sich bringt. Aus diesem Grunde haben sieh für Häushaltungsfeuerungen
z. B. Dauerbrandheizungen sehr eingebürgert, obwohl bei diesen Heizungen dann zuzeiten
große Wärmemengen erzeugt werden, die nicht erforderlich sind und daher die Wirtschaftlichkeit
der Feuerung sehr herabsetzen. Besonders macht sich dieser Übelstand bei derartigen
Heizungen im Frühjahr und Herbst bemerkbar, wo in der Regel nur für einige Tagesstunden
eine Wärmeabgabe von dem Ofen verlangt wird. Ferner ist das Fehlen einer praktischen
Zünd methode bei Feuerungen, die Kochzwecken dienen, z. B. Herden, sehr unangenehm,
da diese Feuerungen fast stets nur stundenweise in Betrieb genommen werden. Auch
die Wirtschaftlichkeit der Herdfeuerung wird durch die auftretenden Wärmeverluste
auf diese Weise stark herabgesetzt. Aus beiden Gründen haben sich auch die Gasfeuerungen
für Kochzwecke, besonders in kleinen Haushaltungen, sehr leicht einführen lassen,
obwohl die Kohlefeuerung an sich billiger ist. Durch den bestehenden Mangel an einer
praktischen Zündeinrichtung bei den zur Zeit gebräuchlichen Feuerungen für Haushaltszwecke
ist man seit langen Zeiten an bestimmte Ausführungsformen gebunden gewesen, so daß
von einer grundsätzlichen Änderung d nieset Art Feuerungen in den letzten Jahrzehnten
nicht die Rede sein kann. Durch diesen Umstand mußte man sich gezwungenermaßen mit
verhältnismäßig geringen Wirkungsgraden in bezug auf die Wärmeausnutzung abfinden,
wodurch infolge der weiten Verbreitung dieser Feuerungsarten große Werte an Nationalvermögen
verlorengingen. Es ist nun u. a. möglich, eine Feuerung mit Hilfe einer Gasflamme
zu zünden, doch ist diese Zündmethode mit Rücksicht auf den verhältnismäßig hohen
Gasverbrauch unwirtschaftlich. Besonders die unmittelbare Zündung von Koks ist schwer
möglich. Es ist nun z. B. bei der Wassergasherstellung bekannt, Koks dadurch in
Glut zu halten, daß man ihn leitend zwischen zwei Elektroden schaltet. Dieses Mittel
könnte man als eigentliches Zündungsmittel für andere Zwecke anwenden; doch steht
der allgemeinen und wirtschaftlichen Verwertung dieses Gedankens die Tatsache entgegen,
daß der Stromverbrauch für jede Zündung nach dieser Methode ein zu hoher ist. Bei
den Feuerungen, die oft gezündet werden müssen wie z. B. die Herdfeuerungen oder
ÖOfen in Haushalten, ist es untungänglich notwendig, daß die Kosten für jede Zündung
stets nur einen Bruchteil der sonstigen Betriebskosten-betragen, wenn die Zündungsmethode
wirtschaftlich anwendbar sein soll.
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Die im nachstehenden beschriebene Metholde wendet den elektrischen
Strom als Zündungsmittel ebenfalls an. Sie soll die bei den bisher bekannten Zündmethoden
vorhandenfen Übelstände beseitigen. Es sei ferner bemerkt, daß durch die Anwendung
der neuartigen Zündungsmethode in Verbindung mit dem an sich bekannten künstlichen
Zug Feuerungen entstehen, die in bezug auf die Wirtschaftlichkeit den bisherigen,
gleichartigen-Feuerungen erheblich überlegen sein sollen.
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Es ist bekannt, daß. kleinistückiige Kohle, die den elektrischen Strom
leitet, oder Koks oder Abarten und Mischungen. ,dieser beiden Brennstoffe, soweit
sie elektrische Leitfähigkeit besitzen, bei entsprechender Schichtung zum Glühen
gebracht werden können, wenn, wie bei der erwähnten Wassergasbereitung, der Koksschicht
Strom von geeigneter Spannung zugeführt wird. Es bilden sich dabei zwischen den
einzelnen Stücken des geschichteten Stoffes, z. B. des Koks, kleine Einzellichtbögen,
von denen ausgehend die Koksstückchen glühend. werden. Dieses Verfahren wird auch
als elektrische Widerstandsheizung bei den sogenannten Krvptolheizkörpern angewendet.
Wenn man nun das Verfahren zur Zündung größerer Brennstoffmengen, d. h. unter Anwendung
geringer
Energiemengen, und für kurze Zeitdauer ausnutzen will,
ist es nötig, mindestens eine Elektrode so klein im Verhältnis zu der zu zündenden
Brennstoffmenge auszuführen, daß an dieser Elektrode eine Zusammendrängung der Stromlinien,
also eine so hohe Stromdichte auftritt, die zur Bildung von Einzellichtbögen zwischen
der Elektrode selbst und den im näheren Bereich dieser Elektrode gelegenen Koksstückchen
und zwischen diesen Koksstückchen untereinander ausreicht. Sorgt man dann gleichzeitig
dafür, daß Luft an diese Zündungsstelle treten kann, so ist es möglich, von der
in Glut gebrachten Stelle aus den übrigen Teil der Feuerung in Brand zu setzen.
Die vorstehend beschriebene Methode führt zur Anwendung eines oder mehrerer Zündstifte,
die in die zu zündende Koksmenge zum Teil eingeführt werden, während zugleich auf
künstlichem Wege zugeführte Luft den Verbrennungsvorgang einleitet und gegebenenfalls
unterhält. Würde man auf die künstliche Luftzufuhr verzichten, so müßte man zunächst
eine solche Koksmenge in Glut versetzen, daß der für die Feuerung vorhandene natürliche
Luftzug z. B. eines Schornsteines zur Einleitung und Unterhaltung der Verbrennung
genügen würde. Die Zündungskosten würden dadurch beträchtlich erhöht, so daß die
Anwendung des natürlichen Zuges für Feuerungen, bei denen die Zündungskosten für
die Wirtschaftlichkeit maßgebend sind, z. B. für Haushaltsfeuerungen, ausgeschlossen
ist, wenn die vorstehend beschriebene Methode der elektrischen Zündung mit geringem
Energieverbrauch unter Anwendung eines Zündstiftes benutzt werden soll. Es ist also
zum mindesten für die Zündung einer solchen Feuerung eine Einrichtung für künstliche
Zufuhr von Luft zur Zündungsstelle erforderlich. Ein sehr einfaches Mittel hierfür
findet man z. B. in kleinen, elektromotorisch angetriebenen. Saug- oder Druckventilatoren.
Da es sich hier um verhältnismäßig geringe Drücke und um kleine Luftmengen handelt,
und da elektrischer Strom ohnedies zur Zündung zur Verfügung steht, so ist das Mittel
praktisch undwirbschaftlich anwendbar. Nacb genügender Durchglühung des größten
Teiles des in dem Feuerraum befindlichen Brennstoffes kann die Feuerung selbstverständlich
bei den meisten Ausführungen an Stelle des künstlichen Zuges mit natürlichem Zuge
Weiterbetrieben werden.
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Die Anwendung der vorstehend beschriebenen elektrischen Zündungsmethode
in Verbindung mit der Einrichtung für künstliche Luftzufuhr soll nachstehend an
einigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Es stellen dar: Abb. I einen
Längsschnitt durch einen elektrisch betriebenen Füllofen mit in der Mitte der Feuerung
liegender Zündung durch einen mit dem Ofen verbundenen, aber beweglichen Zündstift,
Abb. z einen Längsschnitt eines elektrisch betriebenen Kochherdes mit beweglichem
Zündstift und mit Schutzvorrichtung gegen Übertritt von Spannung auf den Bedienenden
während des Zündungsvorganges, Abb. g einen Längsschnitt eines elektrisch betriebenen,
tragbaren Feueranzünders, Abb. 4 einen Längsschnitt durch einen Schachtofen mit
vor der Hauptfeuerung liegender Zündungsstelle und Anwendung eines Zündstiftes,
der von der Feuerung getrennt gehalten werden kann, Abb. 5 einen Längsschnitt durch
einen solchen Einzelzünder.
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Der in Abb. I im Längsschnitt dargestellte, elektrisch betriebene
Füllofen weist den Drehrost a auf, der in den Lagerstellen b und c im Sockel d drehbar
gelagert ist. Oberhalb des Drehrostes ist der seitlich geschlossene Feuerkorb e
angeordnet, dem der Brennstoff 1z durch den nach unten kegelig zulaufenden Füllschacht
f selbsttätig zugeführt wird. Der Füllschacht f, der gleichzeitig als Elektrode
dient, ruht mit seinem oberen Rande auf den Leisten g des feuerfesten Ofenschachtes
lt, ist also von den Eisenteilen des Ofens isoliert. Die Zündeinrichtung ist in
folgender Weise ausgebildet: In -den. Füllschacht f ragt ein nach einem Viertelkreisbogen
gekrümmtes Luftzuführungsrohr i, welches mit seinem oberen offenen Ende an der Vor,der-
oder Seitenwand des Ofens befestigt ist. In diesem Luftzuführungsrohr i ist die
zur Zündung dienende zweite Elektrode L schwenkbar angeordnet, die an ihrem unteren
freien Ende einen zugespitzten Zündkopf in aufweist. Der halbkreisförmig gebogene
Teil der Elektrode ist zur Isolierung mit feuerfestem Stoff umkleidet. Die Elektrode
m ist mit ihrem oberen Ende an dem um #den Drehpunkt n. schwenkbaren Schalthebel
o befestigt, der oben einen Handgriff p trägt. Die Stromzuführung erfolgt in bekannter
Weise -dadurch, daß beim Einschalten das Kontaktstück q des Schalthebels o zwischen
vier federnde Kupferbleche s und it, die auf einer Platte i- befestigt sind, eingreift.
Die beiden oberen Kupferbleche s sind mit der Steckdose t. die den Strom zuleitet,
verbunden, während das eine der heilen unteren Bleche it mit der Elektrode
1, in. und das andere mit der Elektrode f
in Verbindung steht. Während
der Zündungsdauer steht die Zündungselektrode 1. in in der in Abb. i dargestellten
Lage, nach erfolgter Zündung wird die Elektrode 1, in in die punktiert gezeichnete
Lage geschwenkt und in dieser unter dem Druck der Feder <
festgehalten.
Um die Außenteile des Ofens während der Zündung spannungslos zu halten, ruht der
Feuerkorb f auf einer feuerfesten Zwischenlage 7o, während .der Drehrost a durch
Flanschenverbindungen x1, x2 mit Asbestzwischenlagen in geeigneter Weise vom Sockel
gesichert ist. Während der Zündung ist das Luftzuführungsrohr i oben durch den Hebel
o nahezu geschlossen; ferner sind die in dem Sockel angeordneten Luftzuführungsschlitze
y durch verschiebbare Blenden geschlossen. Nach erfolgter Zündung wird die Verbrennungsluft
durch das nach Ausschwenken des Hebels o in die punktierte Lage oben geöffnete Rohr
i in den mittleren Teil des Feuerkorbes f gesaugt. Weitere Luft tritt nach Öffnung
der Blenden durch die Schlitze y von außen in Pfeilrichtung in den Feuerraum. Die
warme Luft wird dann zur Wärmeabgabe durch den Drehrost gesaugt und gelangt dann
durch entsprechende Führung, die durch Pfeile angedeutet ist, nach dem Stutzen s,
wo in geeigneter Weise ein durch einen elektrischen Kleinmotor angetriebener Ventilator
saugend wirkt.
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In der Abb. 2 ist eine bewegliche Zündelektrode für einen Herd vorgesehen,
die so angeordnet ist, daß eine Zündung nur bei vollständig abgeschlossenem Feuerraum
erfolgen kann. Uber dem Drehrost a ist in dem aus feuerfestem Stoff gebildeten Feuerraum
b eine eiserne, rahmenförmige Elektrode c angebracht. Die Zündungseinrichtung ist
folgendermaßen ausgebildet: Oberhalb des Feuerraumes b ist eine vermittels scharnierartig
ausgebildeten Schiebers d in der Richtung des Doppelpfeiles verschiebbare, feuerfeste
und isolierende Schutzplatte e angeordnet, die auf ihrer unteren Fläche einen konsolartigen
Ansatz f -trägt, welcher gleichzeitig den beweglichen Teil des Einschalters für
die Zuführung des Zündungsstromes und den Schleifkontakt n besitzt. Der Ansatz f
ist mit einem Auge g versehen, in welchem die zweite Elektrode h schwenkbar gelagert
ist. Seitlich vom Feuerkorb und unterhalb der Schutzplatte e ist der feste Teil
des Einschalters auf einer isolierenden Platte i angeordnet, der aus vier Kontaktblechen
k, 1 besteht, zwischen die sich beim Einschalten der Schleifkontakt n klemmt. Von
den beiden oberen Kontaktblechen k steht das eine mit der festen Elektrode c, das
andere mit der schwenkbaren Elektrode h in leitender Verbindung. Die beiden unteren
Kontaktbleche l erhalten den elektrischen Strom von der Steckdose m. Wird nun der
scharnierartige Schieber d in der Richtung nach der Feuerung bewegt, so kommt die
Schutzplatte e in die auf Abb.3 in ausgezogenen Strichen dargestellte Lage. Hierbei
legt sich der Schleifkontakt n zwisehen die Kontaktbleche k, l, wodurch die Elektroden
c und h Spannung erhalten. Bei der Bewegung des Schiebers d gleitet gleichzeitig
die Elektrode h von ihrem Auflager o, schwenkt mit ihrem freien Ende nach unten
und bohrt sich in den auf dem Rost a und in dem Feuerkorb b, c aufgeschichteten
Brennstoff, so daß dieser zum Entzünden gebracht wird. Durch die beschriebene Anordnung
erhält die Feuerstelle erst im Augenblick des Zündungsvorganges Spannung. Da nun
während dieses Einschaltvorganges der Schutzschieber e das Feuer vollständig nach
oben abschließt, so ist die Feuerung während dieser Zeit (etwa I bis 2 Minuten)
für die Bedienung unzugänglich, und obgleich die erforderliche Zündspannung von
etwa 5o bis 70 Volt ungefährlich ist, besteht durch die beschriebene Anordnung noch
ein weitergehender Schutz.
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Die Abb. 3 gibt einen elektrischen Feueranzünder wieder. Auf dem Rost
wird zum Feueranzünden eine kleine Menge von trokkenem, kleinstückigern Koks angehäuft.
Auf diese 1soksschicht wird die Feueranzündeeinrichtun.g gestellt. Die innere Metallbelegung
a bildet den einen Pol, .der Stift s den anderen Pol für .den Zündstrom, der z.
B. beim Vorhanidensein von Wechselstrom über einen Transformator zugeführt werden
kann. Der Motor -in wird gleichfalls über den Transforinator gespeist und
treibt -den kleinen Ventilator v an. Die Frischluft wird durch den Transformator
hindurchgesaugt und kühlt denselben. Die in Bewegung gebrachte Luft wind an dem
Stifts vorbei -durch die Koksschicht gepreßt und bringt ,dieselbe nach Einschaltung
des Zündstromes zur hellen Glut. Ist das Feuer genügend groß, um mit natürlichem
Zug allein weiterbrennen zu können, so wird der Feueranzünder wiederabgehoben. .Bemerkt
sei noch, daß durch kleine Rüttelbewegungen am Griff .die Zündspannung beträchtlich
herabgesetzt werden kann, da dann die Einzellichtbögen sich besser und zahlreicher
bilden. In dieser Anordnung und für Öfen in etwas abgeänderter Form kann der Grundsatz
der elektrischen Zündung von Koks und der Verbrennung derselben unter Zuführung
von Luft auf künstlichem Wege .mit Erfolg auch für die meisten jetzt bestehenden
Heizungen verwendet werden.
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Eine besondere Bauart der Öfen und Herde usw. zeigt Abb. q.. Bei dieser
Anordnung wird ein Zündstift verwendet, der von der Feuerung ganz getrennt gehalten
werden kann. Der Ofen besitzt ferner in Abweichung von den bereits beschriebenen
Bauarten einen kleinen Füllschacht a. vor der eigentlichen Feuerstelle g. Dieser
Füllschacht ist sehr eng gehalten. An der engsten Stelle wird
der
Zündstift z eingeführt. r ist ein kleiner Schüttelrost unterhalb des Zündstiftes.
Die Arbeitsweise mit diesem Ofen ist folgende: Der Hauptfüllschacht g wird mit kleinstükkigem
Koks, Anthrazit oder ähnlichen Brennmitteln gefüllt, so daß die Feuerstelle g über
dem Hauptrost p mit dem Brennstoff kegelförmig gefüllt ist. Der Füllschacht a für
die Vorzündung wird mit einer Mischung von trockenem, kleinstückigem Koks zu etwa
zwei Drittel und mit einem Drittel Anthrazit oder Flammkohle nahezu ebenfalls angefüllt.
Dann wird der Zündstift z eingeführt und der Ventilator angestellt. Zugleich werden
leichte Rüttelbewegungen an dem kleinen Rost r vorgenommen. Es tritt dann bei sehr
geringes Energieaufnahme eine schnelle Entzündung ein, da relativ viele Einzellichtbögen
gebildet werden. Die in den Kohleteilcben enthaltenen Gase entweichen, entzünden
sich und setzen den Brennstoff im Hauptfeuerraum in Brand. Eine solche Vorzündeeinr
ichtung läßt sich auch an vorhandenen Ofen leicht anbauen.
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In der Abb. 5 ist eine Ausführung eines solchen Einzelzünders für
die vorbeschriebene Anordnung dargestellt. Ein Stahlrohr r ist mit der Isolation
i aus feuerfestem Stoff umkleidet und trägt an dem einen Ende den Zündkopf z, der
mit einigen Löchern versehen ist, un der angesaugten Luft den Durchtritt zu der
um den Zündkopf lagernden Koksmasse zu gestatten. Der Zündkopf bildet die eine Stromzuführung;
die andere wird durch die Eisenteile des Ofens selbst gebildet, und zwar wird der
Strom durch das Rohr q über die Federkontakte f zu dem Einführungsstutzen s geleitet,
der an der Mitte der Ofentür schraubbar befestigt ist. Der Isolierstoff h umkleidet
das Rohr q und Federkontakte # und dient zugleich als Handgriff. Mit dem eigentlichen
Zünder ist der Schraubstecker w verbunden, in dem (das Anschlußkabel endigt. Die
Stromzuführung erfolgt einerseits durch das Schraubgewinde v an das Rohr r, anderseits
durch den kegeligen Ring u an den Konus g. Der Luftzutritt findet in der Pfeilrichtung
statt. Wird der Zünder eingeführt, so kommt die Koksmasse an der Stelle des Zündkopfes
zum Glühen. Wird gleichzeitig die Luftzufuhr angestellt, so wird die Luft durch
die Löcher im Zündkopf angesaugt, wodurch der Verbrennungsvorgang eingeleitet wird.
Nach erfolgter Zündung wird der Zünder aus dem Einführungsstutzen s herausgezogen
und dieser durch einen Drehblender verschlossen.
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Die für die Inbetriebsetzung erforderliche Einrichtung für künstlichen
Zug kann gleichzeitig im Dauerbetriebe dazu dienen, um die Fortleitung der erzeugten
Wärme an einen Ort, wo dieselbe gebraucht wird, zu bewirken. Dadurch ist auch die
Verwendung der neuen Zündmethode in Verbindung mit einer Anlage für künstlichen
Zug zur Herstellung einer Zentralheizung gegeben.