DE2212320A1 - Heizvorrichtung fuer Absorptionskuehler - Google Patents

Description

KOEHRING COMPAHT

780 N₀ YJaterstreet

Milwaukee 53 202_P Wise/USA Anwaltsakte; 2952

Heizvorrichtung für Absorptionskühler

Kurzfassung

Der Aufreiber eines kompakten Absorptionsküblers wird mit einem Ölbrenner "beheizt, dessen Brenner an den Wärmeempfänger des Austreibers angesetzt ist» Brenner, Brennstoffversorgung und Steuerung sind getrennt für sich innerhalb des Kühlergehäuses angeordnet und für die Wartung von einer Gehäuseseite aus zugänglich und über Leitungen und Kabel miteinander verbunden_a Zur Heizvorrichtung gehören eine Ansaugdüse, die in das Auf^enende des Brennrohres hineinragt, ein Hilfsluftein-IaS₉ der an der Oberseite des Brennerrohres In Nähe des Süsenelnsatsses einmündet ₉ und ein konischer Flammenrückhalt ekopf, dessen kleineres, vollständig offenes Ende de» Düseneinsatz zugewandt ist. Perforierte Luftleitbleche sind hinter dem Hilfslufteinlaß naoh außen

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gekrümmt, mn die luft hinter und um den konischen flammenrückhaltebopf zu verteilen. Der ?lamaenrttckhaltekopf hat Längsschlitze, an die nach außen gekrümmte flügelartige Leitflächen angrenzen, damit das kleinere Ende des Plammearückhaltekopfes die Hilfsluft axial gewirbelt in das Innere des Kopfes einleitet» Zusätzliche kreisförmige Öffnungen, die ringförmig über den konischen Kopf in geringem Abstand vom großen Ende verteilt sind, lenken die Hilfsluft in Richtung der Kopfachse.

Die vorliegende Erfindung nimmt auch Bezug auf zwei am gleichen Tage mit gleicher Priorität von der gleichen Anmelderin eingereichte deutsche Patentanmeldungen ........ ο ο ο ο _o (Brenneranordnung - Tragbare Heizvorrichtung) .

Die Erfindung "betrifft eine mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betriebene Heilvorrichtung, insbesondere für mit Wasser gekühltem Kondensator versehene Absorptionskühler in Klimageräten, bestehend aus eine» die den Brennstoff versprühende Brennerdüse umgebenden, sum Wärmeempfänger führenden Brennerrohr, wobei der Brennstoff in einer räumlich beschränkten Verbrennungs-

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zone verbrannt wird. Die Erfindung ist außer für Klimageräte auch für Warmwasserheizungen und kleine Dampfgeneratoren anwendbar.

Düsenbrenner werden wegen ihrer baulichen Einfachheit und Betriebsflexibilität in vielen Installationen verwendet. Es ist jedoch sehr schwierig, mit solchen Heiz« vorrichtungen sehr effektive Luft-Brenustoff-°Geraisobe zu erhalten.

Biese Schwierigkeiten sind besonders ausgeprägt , wenn die Verbrennungszone dimensionsmäßig beschränkt 1st, da in diesen Fällen nur eine geringere Wahrscheinlichkeit für das Entstehen idealer Brennstoffgemisohe besteht« So waren alle früheren Versuche, Sfisenbrenner in gedrungen ausgebildeten Heizeinrichtungen zu verwenden» meistens gekennzeichnet durch eine unvollständige Verbrennung, mit der daraus folgenden Vergiftung des Abgasstromes und dem geringen thermischen Wirkungsgrad« Schwierigkeiten entstehen auch durch die Tendenz dieser Einrichtungen, Ablagerungen auf den Wänden der Brennkammer zn erzeugen. Solche Ablagerungen führen zu unkontrollierten Unregelmäßigkeiten des Brennvorgangee.

Obwohl salche Schwierigkeiteis auch bei Einrichtungen

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vorhanden sind, die sowohl Brennöl als auoh Gas verwenden, sind die Schwierigkeiten besonders ausgeprägt bei Heizöle Der flüssige Zustand des Brennstoffes verhindert das Entstehen eines effektiven Luft-Brennstoff -Gemisches in einem kleinen Brennraum. Auch beanspruchen die Hilfseinrichtungen des ölbrenners, wie Brennstoffpumpe und Gebläse einen erheblichen Raum, so daß es oft Schwierigkeiten bereitet, diese Hilfseinrichtungen innerhalb des zur Verfügung stehenden Raumes unterzubringen· So ergab sich, wenn eine gedrungene Ausbildung und eine hochgradig reine Verbrennung gefordert wurde, ein Trend zur Verwendung von Brenngasen, obwohl dies bezüglich der zu beachtenden Sicherheitefaktoren und des komplizierten Gesautaufbaues unbequem ist.

Ein typisches Beispiel für diesen Trend sind Absorptions« kühler für Raum-Klimaanlagen, die praktisch sehr gedrungen ausgebildet sein müssen_o Allein die Bauelemente für den eigentlichen Absorptionskreislauf sind schon sehr voluminös, so daß nur wenig Raum für die Brenneranordnung verbleibt. Solche räumlichen Beschränkungen führten vor der vorliegenden Erfindung aur bevorzugten Verwendung von Gasbrennern.

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Aufgabe der Erfindung iet die Schaffung einer Heiavorrichtung mit einem sehr effektivem und kompakten Brenner, der mit Luft und Brennstoff aus einer separaten Versorgungseinheit gespeist wird, wobei beide Anordnungen an bequem zugänglichen Stellen innerhalb eines Gehäuses untergebracht werden und bei der Wartung durch eine Gehäuseöffnung versorgt werden können. Der Düsenbrenner soll da"bei aus einem Hilfsluftsystem innerhalb des Brennerrohres mit einem großen Luftvolumen versorgt werden, das das Auftreffen von un^verbranntem Brennstoff auf die Brennerrohrwandungen und die Ablagerung von Kohleteilchen und Ruß auf den Wandungen verhindert und ferner für eine effektive Luft-Öl-Misehung in einer kleinen Brennzone sorgt.

Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Brennerrohr in geringem Abstand vor der Düsenaustrittsöffnung ein strömungslenkender Plammenrüokhaltekopf angeordnet 1st, der zusammen mit Brennerrohrwand und Brennerrohrboden eine mit.Hilfbluft gespeiste Luftkaramer bildet und Leitflächen aufweist, die die Strömung entlang der Brennerrohrachse schraubenförmig verwirbeln, und daß am Lufteintritt zur Luftkammer Leitflächen vorgesehen sind, die die eintretende Hilfsluft quer zur Brennerrohraohse gegensinnig

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in Umfangerichtung umlenkt. Biese Heizvorrichtung kann auf dem zugehörigen Wärme empfänger montiert werden.

Die Versorgungseinheit der Heizvorrichtung ist eine getrennte Baugruppe, die an einer anderen Stelle innerhalb des Gerätegebäuses untergebracht wird· Zur Versorgungeeinheit gehören die Brennstoff- und Primärluftversorgung für die Düse des Brenners, eine elektrische Steuerung und ein Hilfsluftgebläse, welche sämtlich für die Wartung gut zugänglich im Gerätegehäuse vor einer Bedienungsöffnung angeordnet sind· Leitungen und Kabel verbinden die Versorgungseinheit alt den entsprechenden Anschlüssen der Brenneranordnung·

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Flammenrüoktaaltekopf aus einem dünnwandigen, kegelstumpf förmigem Blech, das sloh koaxial au« Brennerrohr erstreckt, wobei der engere Teil des Kegelmantels mit freier Hittelöffnung der Brennerdüse gegenüberliegt und der weitere Seil des Kegelmantels an die Innenwand des Brennerrohres anschließt.

Die Anordnung ist vorzugsweise so getroffen, daß der FLammenrüokhaltekopf in der Nähe seines weiten Endes mit

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regelmäßig über den Umfang verteilten Öffnungen versehen ist, daß mindestens von einigen dieser öffnungen Längsschlitze ausgehen, die sich bis an den inneren Rand des Kegelmantels erstrecken und daß jeweils ein Rand der Längsschlitze entsprechend einer ssma engen Ende konvergierenden Biegelinie umgebogen sind, um gleichsinnig angestellte flügelartige Leitflächen zu bilden, die der durch den Plammenrftekhaltekopf strömenden Luft eine schraubenförmige Verwirbelung in Längsrichtung des Brennerrohres verleihen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darauf gerichtet, daß das .Brennerrohr zwischen dem Brennerrohrboden und dem Elammenriickbaltekopf einen radial einmündenden, senkrecht zur Brennerrohraohse ausgerichteten HilfelufteinlaS aufweist, der an der Eintrittsstelle zur Luftkammer gegensinnig gerichtete Leitflächen enthält, wobei die Leitflächen von Ablenkblechen gebildet werden, in denen sich Durchbrechungen befinden, um einem !Cell des eintretenden Luftstromes einen radialen Eintritt bezüglich der Brennerachse zu ermöglichen·

Bei einer solchen Ausbildung wird die Luft aus der unter Druck stehenden Luftlcaiamer hinter und um den Flammenriickhaltekopf herum gezwungen, in das Innere des

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Kopfes als Wirbel einzutreten, um eine seitliche Flaumenausdehnung zu verhindern und in der Brennzone ein verbessertes Iiuft-Brennstoff-Gemisch zu erseugen. Die Hilfsluft βκ Flammenrückhaltekopf vermindert die Flammenexpansion, so daß die Flamme nahe am konischen Kopf gehalten wird. Die Hilfsluft erzeugt auch eine Abschirmung, die öl- und Pußablagerungen an den Brenner* wandungen verhindert.

Die Düse selbst 1st vorzugsweise eine Ansaugdüse, bei der die Druckluft mit hoher Geschwindigkeit durch einen Kanal gewirbelt wird, der die mittig angeordnete Brenn» Ölleitung umgibt. Die am DUseneinsatz auetretende Luft reißt ölpartikel mit, so daß zum Ausladende des Brenner« rohres ein Öl-Luft-Gemisch geschleudert wird.

Bei einem Bau von Brennern mit diesen Düsen 1st es günstig, wenn der Wirbel der an der Düse austretenden Primärluft die entgegengesetzte Richtung hat wie der Wirbel der Hilfsluft, die von den auswärts geneigten Flügeln an den Rändern der Längseehlltsse in das Innere des Flammenrückhaltekopfes geleitet wird. Diese Gegenstromanordnung fördert das Zerschlagen der Öltröpfohen und die wirkungsvolle Mischung der Luft mit den dlepergierten ölpartikeln.

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Der Abstand der Düse vom engen Ende des Vlaimienrüokhaltekopfes und die GrSSe der !flügel an diesem Teil des Kopfes sind ebenfalls wesentliche Faktoren für die Erzielung einer maximalen Verbrennung. Vorzugsweise bat die Düse vom engen Ende des Flammenrückhaltekopfes eine solche Entfernung, daß der sichtbare Teil der Flamme neben oder nabe am engen Ende des Kopfes liegt· Der Durchmesser am engen Ende des Rückbaltekopfes sollte klein sein und die flügelartigen Leitflächen sollten eine erhebliche Länge haben bei erheblicher Neigung. Das mit einer solchen Konstruktion erzielbare Volumen der wirbelnden Luft ist groß und führt zu guten Betriebsbedingungen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nacbfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Vaeseis· kühlere für eine Klimaanlage, welcher eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung enthält,

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Pig. 2 einen horizontalen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 2-2 der Pig. 1 durch die Brenneranordnung, das Geh&use und den WSmeempfanger,

Fig. 3 eine leilansicht in Richtung 3-3 der Pig, "bei abgenommener Bedienungewand des Klihlergehäuses zur Erläuterung der Versorgungseinheit für die Zufuhr von Brennstoff und Luft zum Brenner,

Pig. 4 eine ähnliche Ansicht der Yersorgungseinheit gemäß der Linie 4-4 der Fig. 3,

Pig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch Brenneranordnung und Wärmeaufnahmekaaaer des Auetreibers für den Kühler der Fig. 1,

Pig. 6 eine Stirnanaicht der Brenneranordnung der Pig. 2 und 5»

Pig. 7 eine Draufsicht auf die Brenneranordnung, Pig. 8 einen Seilquerschnitt geaäß der Sohnittlinie 8-8 der Pig. 6 mit der Zündvorrichtung des Brenners,

Pig. 9 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie 9-9 der Pig· 6, hei In Ansieht dargestelltem Plammenrüokhaltekopf des Brenners, wobei die Brennstoff Versorgung sum Düsenkopf so dargestellt ist, als ISge sie in der Zeichenebene,

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?Ig. 10 einen Teilquerschnitt gemäß der Schnittlinie 10-10 der Eig- 9 mit den Soft- und BrennstoffkanäTen im Dtisenteil des Brenners,

Pig. 11 einen Querschnitt durch den Hilfsluftaii-

gemäß der Schnittlinie 11-11 der g 7 Mit Blick auf das Einlaßenäe des PlaEmenrückhaltekopfes und

Pig. 12 eine Stirnansicht des Hllfsluftansohlusses der Pig« 11 von außen.

Obwohl die Erfindung auch für andere Anwendungen und in anderem Zusammenbau "brauchbar ist, ist sie iaaer dann cesonders geeignet, wenn ein gedrungener Aufbau und eine sehr effektive Verbrennung gefordert wird. Der kompakte Wasserk&hler 1 der Pig, 1 ist eine spezielle bevorzugte Anwendung und soll hier dazu dienen, die Erfindung näher zu erläutern.

Der Wasserkühler 1 ist ein kleiner Bauteil, der In einem Absorptionskühlkreis einer Baum-Klimaanlage durchlaufendes Wasser Mihlt· Bekannterwelse benötigen solche Absorptionskühler einen Austreiber, in dem relativ hohe Drücke und Temperaturen aufrechterhalten werden, um absorbierten Bampf, beispielsweise Ammoniak, aus einer

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Lösung auszutreiben. Dieser Dampf wird dann in die flüssige Phase kondensiert und über ein Expansionsventil einem Verdampfer zugeführt, der in wärmeübertragender Beziehung zu dem zu kühlenden Wasser steht· Der Niederdruckdampf wird dann in einem Absorber wieder in flüssige Lösung gebracht und die Flüssigkeit aum Austreiber zurückgepumpt, um den Zyklus zu vervollständigen.

Offensichtlich werden auch noch weitere Bauteile benötigt, tun die verschiedenen funktionen des vorbeschriebenen Absorberkreislaufes zu vervollständigen. So ist der Baum, der in dem Gehäuse 2 des kompakten Gerätes der Pig. 1 für die Unterbringung des Wärmeerzeugers für den Austreiber sehr beschränkt.

Fig. 2 lässt erkennen, daß die Heizvorrichtung, die dem Austreiber der Kältemaschine die Wärme liefert, aus Bauteilen besteht, die in der Nähe des Kühlerbodens 3 angeordnet sind, und daß diese Bauteile von der zur War« tung zu öffnenden Gehäuseseite 4 zugänglich sind.

Der Wärmeempfänger 5 in Pig. 2 und 5 für den Austreiber des Kühlers besteht aus einem Metallgehäuse 6, das mit einer feuerfesten Auskleidung 7 versehen ist» Der

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Wärraeempfanger ist ein aufreohtstehender Zylinder, so daß der Hauptteil des Austreibers 8 koaxial unmittelbar über dem Wärmeempfänger angebracht .wird, damit die Wärme mit höchstem Wirkungsgrad zum Wärmeaustauscher des Austreibers übertragen werden kann» Der in Pig· 5 goheraatiacb dargestellte Wärmeübertrager 9 ißt kein 3?eil der vorliegenden Erfindung. Der Wärmeempfänger 5 kann in vertikaler Richtung eine Abaieasung von 15 oder 18 cm haben.

Die Heizvorrichtung besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Brenner 1O₉ der am Wärmeempfänger 5 befestigt ist und einer Veraorgungseinheit 11, die getrennt vom Brenner auf dem Boden 3 des Kühlergehäuseβ 2 befestigt 1st. Strömungsmittelleitungen und elektrische Kabel verbinden die beiden Bauteile in nachfolgend noch ausführlich zu erläuternder Weise.

Der Brenner 10 ragt in eine öffnung der Vertikalwand des Wärmeempfängers 5 hinein (Fig. 2 und 5). Zu diesem Brenner gehört ein Düsenkörper 12 mit einem Brennstoffeinlaß 14, einem Primärlufteinlaß 16 und einem HilfslufteinlaB 18.

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Zur Versorgungseinheit 11, welche die Strömungsmittel den Anschlüssen 14,16 und 18 zuführt, gehört ein Motor 20, der von einem Spannbügel 22 gehalten wird und an beiden Enden der Motorwelle Antriebsmöglichkeiten hat. Das eine Wellenende des Motors 20 dient zum Antrieb einer Prlmärluftpumpe oder eines Kompressors 24, beispielsweise wie ihn die USA-Patentschrift 3 256 003 der Anmelderin zeigt. Die Beschreibung dieser Patentschrift kann ggf. sum ausgibigeren Verständnis dee inneren Aufhaus des Kompressors 24 herangezogen werden. Hier erscheint es ausreichend, darauf hinzuweisen, daß der Kompressor 24 die Luft aus dem Inneren des Kühlergehäuses 2 absaugt und komprimiert dem Primarlufteinlaß 16 des Brenners über eine leitung 26 zuführt. Der Kompressionsgrad des Kompressors 24 braucht nicht groß zu sein, denn es zeigte sich, daß ein Druck von etwa 0,28 kg/cm² genügt.

Das andere Wellenende des Motors 20 dient zum Antrieb eines Hilfslüfters 28, der als Zentrifugalpumpe arbeitet. Der Hilfslüfter empfängt die Luft über eine nicht dargestellte Axialöffnung und fördert sie mit erhöhtem Druok über einen am IMfang vorgesehenen Auslaß in einen Schlauch 30, der mit dem HilfslufteinXaß 18 des Brenners verbunden ist.

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Sas Heizöl wird von einer kleinen elektromagnetisch betätigten Brennstoffkolbenpumpe 32 gefördert, die in der Versorgungseinheit 11 vorgesehen ist. Zu dieser Pumpe 52 gebort ein Einlaß 54, von dem eine Leitung zum HeizöTbebälter führt. Diese letzterwähnten Bauelemente» die zum Stande der Sechnlk gehören, sind nicht im einzelneu in den Zeichnungen dargestellt. Der Ausgang der Pumpe 32 1st mit einer Leitung 36 verbunden, die esu einem Regler führt, der seinerseits mit dem öleinlaß 14 des Brenners über eine Leitung 40 verbunden ist.

Bar bedarfsabhängig regelnde Brennstoffregler 58 ist vorzugsweise ein Membranventil, wie es in der USA« Patentschrift 3 298 416 der Anmelderin dargestellt und beschrieben ist. Dieser Brennstoffregler 58 liefert der Düse unabhängig von Ifiveauschwankimgen eine konstante Brennstoffmenge, solange das Brennluftsystem ordnungsgemäß arbeitet und Heis81 an der Düse benStigt wird. Der Regler sperrt jedoch sofort den BrennstoffIuS, wenn die Primärluftversorgung unterbrochen wird. So besteht keine Gefahr, daß der Düse noch Brennstoff zugeführt wird, nachdem die Vorbedingungen für eine ordnungsgemäße Verbrennung nicht mehr gegeben sind.

Die elektrische Schaltung 42 sse Steuerung der Ablage

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kann an der Versorgumgseinhe.it 11 engebracht sein (Fig. 2 und 3). Die elektrische Steuerung gehört r.um Stand der Technik, so daß sie nicht mehr beschrieben werden muß.

Der Brenner ist mit einer Zündvorrichtung 44 versehen, die über ein Kabel 46 mit der elektrischen Steuerung verbunden ist. Ferner gehört zum Brenner ein Flammenwächter 48 (s.Bo eine Gadiniurazelle), der ebenfalls über eine Leitung 50 mit der elektrischen Steuerung verbunden ist, UBi die Brennstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn un~ erwartet die flamme ausgeht. Die elektrische Steuerung dient dem arbeitsgerechten Zusammenwirken von Motor 20 und Brennstoffpumpe 32 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand am Brenner und der vom Brenner versorgten Einrichtung.

Aufbau und Ausbildung des Brenners 10 sind am besten aus den Pig. 5 bis 12 der Zeichnungen erkennbar.

Durch eine zylindrische öffnung in der Wand des Wärmeempfängers 5 erstreckt sich ein zylindrisches Brennerrohr 52, das über einen Plansch 54 mit der Außenwand des WSnaeempfanger© 5 beispielsweise mit Schrauben 56 oder dergl. verbunden ist«

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Das Austrittsende 58 des Brennerrohres 52 steht frei Kiit dem Innanraum des WMrmeempfängera 5 in Verbindung· Dae rückwärtige Ende des Brennerrohre θ ist mit einem Boden 60 verschlossen, in deaj sich eine Mittelöffnung sur Aixfnahiae des Püsenkörpers "befindet.

Der BÜfjenkörper 1.2 ist dichtend Iu a ie Mittelöffnung des Bodens 60 eingesetzt und dort, wie Pig. 9 zeigt, gut ßbgerlichtet befestigt. Der Düsenkörper 12 ist hohl und in sviei Kammern 62 und 64 unterteilt, von denen die erstsre mit dem Öleinlaß 14 und die letztere mit c'isia Prioärlufteinlaß 16 verbunden ist.

Das ?orderende des Dttsenkörpers 12 hat eine' mit Innengewinde versehene Hittelöffnung, in die das Außengewinde des Düseneineabzes 66 eingeschraubt werden kann.

Mittig im Msenkörper befindet sich ein BUsenkem 68, der mit engem Sitz in eine öffnung am Hinterende des DUsenelnsatzee 66 eingepaßt 1st und einen Dichtungsring 70 trägt, der die ölkanzmer 62 von der Luftkammer 64 trennt· Zur Lagesicherung des Kernes 68 im Düsenkörper 12 und des Düseneinsatzes 66 dienen ein Ringbund 72 am Kern und eine Druckfeder 74» die den Kern soweit nach vorn drückt, bis die Vorderflache des Ringbundes 72

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an der Hinterseite des Gewinde fcoiloö des BUsgkgLnnatzes 66 anliegt.

Das Außenende des Düsenlcernes 58 hat einen AnßendMrobraesser, der etwas kleiner i3t als der Dnrehiasuser der "benachbarten Bohrung des Püseneinsataes 66, eo dsß eine weitere Luftkernmer 76 entstellt. Die Iiuft strömt von der Kammer 64 aur Kammer 76 übsr schraggestellte Kanäle 78 (Fig. 9 und 10) im Ringbund 72 des Kernes 68. Diese BChrSggestellten Kanäle erzeugen in der Kammer einen sehr schnell strömenden wirbelnden Luftfluö, der über eine öffnung 80 am Auslaßende des Dtiseneinsatzes 66 austreten kann.

Die Spitze 82 des Kernes 68 ragt in die öffnung 80 hinein· Sin axialer öltemal 84 führt duron die Mitte des Kernes 68 hindurch und verbindet die laraner 62 mit der öffnung 80. Die an der öffnung 80 aus der Kanaer 76 austretende wirbelnde Luftströmung verursacht eine Ansaugwirkung, durch die das öl über den Kanal 84 angesaugt wird. Auf diese Welse wird an der DUsenspitse in Richtung auf das Austrittsende 58 des Brennerrohres 52 eine Mischung aus Luft und feinverteiltem öl gefördert·

In geringem Abstand vor dem Auslaß des Susenelneetses

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t>e£ludet sich, wie 2?ig. 5 und 9 seigen, ein Flaramenrüokaslteltopf 66 eus wärmebeständigem, dünnwandigem Material, "beispielsweise aus einem Eäelstahlbleoh in einer St&eke von O_t22 ebb. Die SOrra des Kopfes 86 ist im wesentlichen ein Kegelstumpf mit einem halben KegelspitBenwiakel (ifeigung gegenüber der Achse) von etwa 45°.

Das kleinere Ende des Kegelstumpfes begrenzt eine freie öffnung, die Sims Diieeneinsatz 66 zeigt. Sas größere Ende ist ebenfalls vollständig offen und Btaa AustrittB-enrte 53 des Brennerrohrea 52 gerichtet. Der Durchmesser am weiten Ende des Kopfes 86 entspricht dem Innendurchmesser des Bretraerrohres 52. Ein aylindrißcher Seiesti~ gungsrlng 88 dichtet das weite Ende dee Kopfes 86 gegenüber der !fand des Breimsrrohres 52 ab·

Wie Fig. 8 zeigt, ist in eine rohrförraige Halterung 90 am Hinterende des Brennerrohres 52 die Zündvorrichtung 44 eingeschraubt. Zu dieser Zündvorrichtung 44 gehören die Elektroden 92 und 94» die in das Innere des Rohres 52 in der Rühe des JBüsenelnsatzes 66 hineinragen. Sen Elektroden 92 und 94 kann sur Einleitung des Brenmvorganges eine Spannung zugeführt werden» öle zwischen diesen Elektroden einen Lichtbogen sündet.

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Ebenfalls am Hinterende des Brennerrobres 52 befindet sich der Hilfslufteinlaß 18 (i"ig. 5,7,11 und 12). Dieser Einlaß 18 ist ein aylindrisches Rohr 96, das in eine entsprechend dimensionierte öffnung des Brennerrohres hineinführt. Die Achse des Rohres 96 steht quer zur Achse des Brennerrobres 52 und liegt zwischen dem Düseneinsatz 66 und dem kleineren Bnde dee Plammenrückhaltekopfes 86. Der Durchmesser des Rohres 96 ist so groß, daß die Remdteile des Rohres den Düseneinsats 66 und den konischen Abschnitt des FLammenrücMialtekopfes 86 überdeckenο

Wie Fig. 11 und 12 erkennen lassen, erstrecken sich mittig durch das Rohr 96 als luftverteiler 98 zwei Bleche 100 und 102. Die Außenenden 104 und 106 der Bleche 100 und 102 liegen im wesentlichen plan aneinander in einer Ebene, die sowohl die Achse des Hilfslufteinlaases 96 eis auch die Achse des Brennerrohres 52 enthält. Die Breite dieser Außenenden 104 und 106 entspricht dem Durchmesser öes Rohres 96, so daß die Ränder an der Rohrwandung anliegen.

Die inneren Endteile 108 tmä 110 der Bleche 100 und sinö besonders ausgebildet, um die Hilfsluft über die 3?lL"as!ner 11£ rings um den JFlammenrüokhaltekopf

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zu verteilen. Die beiden inneren Enöteile 108 und 110 der "beiden Blecbe sind, wie 3?ig. 11 zeigt, nach außen gekrümmt und mit konisch zusammenlaufenden Vorder- und Hinterkanten 109 versehen, und haben ferner, wie Pig·12 zeigt, eine Vielzahl von Öffnungen 111· So wird ein Teil der Luft vom inneren Endteil 108 des Bleches 100 bezüglich der Fig. 11 entgegen TJhrzeigerrichtung abgelenkt, während ein anderer Luftteil vom inneren Endteil 110 des Bleches 102 in Uhrzeigerrichtung abgelenkt wird. Weitere Luft strömt unmittelbar durch die öffnungen 111 und ein weiterer Seil der Luft streicht über die abgeschrägten Vorder- und Hinterkanten der Ablenkblechteile 108 und 110 hinweg.

Bei dieser kompakten Ausbildung "befindet sieh clas Eialaßrohr 96 auf der Oberseite des Brenaerroteee 52, wo es leicht von der Wartungsseite 4 des Ktihler'gehäuses 2 zugängig ist und wo es nicht in den sehr beschränkten vertikalen Raum eindringt, der zwischen dem Gehäuseboden 3 und dem Brennerrohr 52 zur Verfügung steht» Der neuartige Luftverteiler 98 sorgt dafür, daß die der Kammer 112 am Hinterende des Brennerrohres 52 zugeführte Luft gleichmäßig in der Kammer verteilt wird. Dieses Merkmal kann nur voll gewürdigt werden» wenn man be rücksichtigt, daß bei Fehlen dieses Luftverteiler© 98

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ein großes Volumen kältet Hilfaluft quer aur Aohse des Brennerrohres strömt, so daß nasses Öl auf den Wandungsteilen, die dem Hilfslufteinlaß gegenüberliegen, abgelagert wird.

Der Strömungsverlauf der Hilfsluft von der Kammer 112 in das Innere des Flammenrttckhaltekopfes 86 wird bestimmt durch die Kopfkonstruktion, die nun ausführlicher in Verbindung mit Fig. 9 und 11 beschrieben werden soll.

Eine Gruppe von Hilfsluftöffnungen 114 im leonischen Flammenrückhalt ekopf 86 befindet sich in der Hähe des weiteren Kopfendes. Diese Öffnungen 114 sind kreisförmig und regelmäßig über den Umfang verteilt. Obwohl bei der zeichnerisch dargestellten Ausführungsform vierzehn öffnungen 114 vorgesehen sind, versteht es sich, daß die Anzahl der Öffnungen auch anders gewählt werden kann auf Grund des Luftbedarfes für eine effektive Verbrennung des Brennstoffes innerhalb des Heizsystems»

Der Kopf 86 hat ferner eine weitere Gruppe von Hilfsluftkanälen oder Schlitzen, die von jeder zweiten öffnung 114 zur engeren Randöffnung des Kopfes führen. So hat die zeichnerisch dargeetellte Ausführungeform sieben Schlitze 116. Wenn man den konischen Kopf Q^ gemäß

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Fig. 11 von hinten betrachtet, sieht man, daß die in Gegenuhrzeigerrichtung zeigende Schutzkante 118 in einer Längsebene liegt, aie auch die Achse des.Kopfes 86 enthält und aus der Kegelmantelfläohe nicht heraustritt. Das Material am gegenüberliegenden 120 ist jedoch entlang einer Biegelinie 122 um schräggestellte flügelartige leitflächen 124 bilden«,

So bilden die gegenüberliegenden Schlitzränder 118 und 120 der Schlitse 116 susammen, nach vorn konvergierende Längaschlitze oder Luftkanalmündungen für flie aua der Kammer 112 empfangene Druckluft* Wobei die ©otaäggestellten Innenseiten des Leitfläche 124 mung eine Wirbelbewegung um die Längsaca@@ #@ss rohres 52 verleihen. Da diese Schlitze sich M kleineren völlig freien Öffnung des konischen Elasmemrückhaltekopfes 86 erstrecken_$ kann die Luft nicht aus der Umfangsssone des konischen Kopfes« soaäei?B von der Zone unmittelbar hinter dem Kopf au strömungsleitenden !Flügeln 124 ströaea_e Auf il©g© wird ein ganz v;esentlicher Teil der str5me«ä©a ohne plötzliche Richtungsändeniingen verwiÄelt nmü es kann die Luft unbehindert in die ¥ir1mageg©iae® übt gelangenο Fenaer ist auch noch su

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Innere des konischen Kopfes 86 frei von nacb innen vorragenden Hindernissen ist, die den spireligen Fluß del* Flügel 124 behindern.

Um eine Vorstellung für die Abmessungen des Flammenrücirhaltekopfes zu haben, soll ;jetst ein Beispiel zahlenmäßig angegeben werden. Her große Durchmesser des Ironischen Kopfes 86 beträgt 70 mm, der halbe Kegelspitzenwiukel ist 45° und die Kegelnsantelhöhe (Abstand zwischen weiten und engen Enden des Kegels in eine achs~ parallele Ebene projiziert) beträgt 20,3 mm. Die öffmmgen 114 haben einen Durchmesser von 7,1 um, wobei ihre Achsen etwa 23 mm vom Hinterende des Kopfes entfernt sind j wenn wan über die Mantelfläche des Kegels mißt. Die winkelmäßigs Srstreckung aller hinteren Randteile 126 des konischen Kopfes 86, die nicht nach außen gebogen sind, um Leitflächen 124 zu bilden, ist etwas größer als 180°_o Bie hinteren Endkanten 128 der Flügel 124 erstrecken sieh unter solchen Winkeln nach außen, daß die Eckpunkte dieses? Kanten 128 an den Schiitsrändern 120 einen Kreisbogen bilden, dessen Durchmesser etwa 37 mm beträgt ο Sowohl ctie Breiten als auch die Ne igmigs^inkel ßev I?ll!gsl gegenüber der konischen Mantelfläo-be vermiiiöasri &:Lo3i &·?:£ ^ein Weg ^ora Hinterende des οί -^aeh Tora»

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Unter nochmaliger BeKugnahrae auf Sig. 2 sei erwähnt.» daß der Randteil des V/ärmeempfangers 5^der vom Brenner 10 eingenommen -wird, sehr klein ist» Bei dem speziellen in den Zeichnungen dargestellten Kühler 1 ist bezüglich des Wärmebedarfes ein Einzelbrenner angemessene Dieser Einzelbrenner befindet sich an der gleichen Seite 4 des Gehäuses 2 wie die Versorgungsexnheit 11, xtfas besonders vorteilhaft ist. Is ist jedoch offensichtlich _s daß die erfindungsgemäSe Heizvorrichtung, falls gewünscht, auch noch zusätzliche Brenner enthalten fcara, die an eine gemeinsame fersorgungaeinheit angeschlossen sind. Beispielsweise kann ein weiterer Brenner 10 as einem anderen Seitenteil des Wärjeeempfäagers 5 asage«= bracht und in entsprechender Weise über Jjeitrageia raai Kabel mit der Veroorgmigseinheit 11 verbtaadeia s@iB_e

Wenn die Heizvorrichtung in Betrieb genommen werden soll, erregt die elektrische Steuerung 42 den Motor 20 und die Brennstoffpumpe 32 der Versorgungeeinheit. Da der Motor 20 an beiden tfellenenäen antreibt, strömt Primärluft vom Kompressor 24 Über dieüeitung 26 zum Anschluß 16 der Düse des Brenners 10 und ferner auch Hilfeluft vom Hilfslüfter 28 durch den Schlauch 30 zum Hilfsluftelnlaß 18_O

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Die am Anschluß 16 eintretende Priiaärluft wird durch O ie aehrSggestellten Kanäle im Ringbund 72 des Düsenkemeo 68 hindurchgedrückt wan strömt dann im Wirbelfluß in Uhrzeigerricbtung um die Düsenachse nach vorn, um aue der Öffnung 80 des Düseneinsatzes 66 auszutreten. Hierdurch ergibt sich ein Ansaugeffekt, durch den der Druck in der Ölleitung 40 vermindert wird, um das Membranventil im Hei^ölbedarfsregler 38 zu betätigen, so daß öl von der Pumpe 32 zuza Anschluß 14 der Düse des Brenners 10 gefördert wird. Die mit hoher Geschwindigkeit strömende Prijnärluft am Düsenauslaß 80 x'ersprüht das au» dem Kanal 84 des Düsenkernes angesaugte Öl, so daß ein Strom von Luft und feinen ölpartikeln vom Düseneinsatz in die hintere Öffnung des fiammenrückhaltekopfes 86 geschleudert wird.

In der Zwischenzeit ist die Zündvorrichtung 44 von der elektrischen Steuerung 42 erregt worden, um zwischen den Elektroden 92 und 94 in der Habe des Düseneinsatzeo 66 einen Lichtbogen zu zünden, so daß die Verbrennung eingeleitet wird, sobald aus der Düse öl austrittο Nachdem die Zündung durchgeführt worden ist, wird die Zündvorrichtung 44 entregt und bleibt dann in Ruhe, bis ein neuer Verbrennungszyklus eingeleitet werden sollο

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Die über das Rohr 96 _r das den Anschluß 18 des Breuneprotares 52 bildet _t eintretende Hilfsluft wird mit dem Verteiler 9Q so verteilt, daß die gesamte Kananer 112 hinter und um den Flatumenrüekhaltekopf 86 mit Druckluft versorgt wird«, Die Wirkung der perforierten'AbltBk·=· bleche 108 und 110 bei der Dispergierutig des mh?.§ in vielfache Ströiaungsr ich tutigen, von denen einige g®g@n-= einander gerichtet sind, hat als Gesamtwirkung zwr folge, daß die Hilfsluft an allen Stellen der Kammer 112 sur Verfügung steht. Es ist noch wichtig,, darauf hinsu,-weisen, daß dieser Effekt ohne irgendwelohe Vergrößerungen des Brennerdurehmessers ermöglietit ist unü ©toe sich dabei unverbrarnte Öl-fcelieben an äen wänden gegenüber öeai Hilfsliafteiialai ablsg©^®

Der Strömungsverlauf der Hilfs=» öüe% Srgäusiiagsli^fft ¥oa der Kamaer 112 in das Innere des Plamiaenrü©Msalt©topies 86 ist ebenfalls viiohtig. Ein Teil öer Hilfsluft atrQmt zusaiaiaen mit dem aus dem Biiaeneiasats 86 Strom unmittelbar durch das offeae hintere Plaimaenrücklialtekopfes 86_β Seils der Hilfsliaft mit den Leitfläohen 12.4 abgele'akt _s um einem ^l zn erssugen_s des? in Riohtiing vom Hinterende öe haltekopfer? naor» /o.t-j in δ-egenuteseigSETic

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Richtung, halt die inneren Pläehenteile des rttekhaltekopfes 86 sauber und verbessert auch das Luft-Brennstoff «Gemisch im FLamnenbereich· In diesem letztgenannten Zusammenhang sei noch erwähnt, daß die Strö~ mungsrichtung, die durch die Leitflächen 124 festgelegt ist, entgegengesetzt zur Wirbelrichtung verläuft, die durch die schräggestellten Kanäle 78 der Luftführung der Mse definiert ist· Auf diese V/eise wird der Mischvorgang noch verbessert.

Weitere erhebliche Teile der Hilfsluft werden durch die Öffnungen 114 hindurch entlang der Mittelachse getrieben, um die S¹IaHHQe noch weiter zusammenzuhalten und die Verbrennung des Brennstoffes zu vervollständigen. Diese Luftströmung durch die öffnungen 114 dient auch als Wärmeschild für die kälteren Metalloberflächen, die in Strömungsrichtung dahinter angeordnet sind, so daß auch diese Oberflächen gegen Kohle- oder Eußablagerungen geschützt werden.

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Verbrennung wird ferner bestätigt durch die außerordentliehe Reinheit der Abgase.

Obwohl die dargestellte und beschriebene Ausführuhgsform der Erfindung speziell für die Verbrennung von öl oder anderen flüssigen Brennstoffen vorgesehen ist, versteht es sich, daß die Erfindung auch brauchbar ist für die Verbrennung gasförmiger Brennstoffe. Die stark verbesserten Luft-Brennstoff-Gemische, die durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Brenners erzielt werden, tragen zum Wirkungsgrad der Verbrennung von gasförmigen Brennstoffen genau so bei₉ wie bei flüssigem Brennst offen»

Es sei auch noch erwähnt _$ daS die
derem Zusammenhange und nicht nur mit β®τ ® Wasserkühleranordnung brauchbar ist» Diese spezielle Anwendung erläutert jedoch die einzigartige Flexibilität und Kompaktheit der neuen Brenneranordnung:» Es s©i noch erwähnt, daß die bemerkenswerte Verminderung an erforderlichen Brennzonenvolumen, die mit dem Brenner lnug— lich ist„ ein !Faktor ist, der es möglich macht, diesen Brenner an Stellen einzubauen und zu verwenden ₉ in denen Düsenbrenner nach dem Stand der Technik nicht eilig©«» setzt werden können«

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Des weiteren führt die Spannung von Brenner uudl Versorgungseinheit in unabhängig gelagerte Bauteile in erheblichem Maße zur Imstallationsflexibilität bei und macht es möglich» die neue Brenneranordnung in vielen ölbefeuerten Heizvorrichtungen au verwenden, in denen schwer zu lösende räumliche Beschränkungen bestehen» !Diese Trennung der Bauelemente macht es auch möglich Systeme au bauen₉ die mit einer Hehrzahl von Brennern versehen sinö und durch eine einzige Versorgungeeinheit gespeist werden« Solche Systeme sind besonders attraktiv, wenn ein sehr großer Wäejaeheäarf zu decken ist oder der Wärmebedarf in starkem Maße schwankt.

Weitere Modifikationen und Abwandlungen liegen für den !Fachmann nabe, Me ^oxatehenae ausführliche Beschreibung der dargestellten Aiisffihrimgsform iet daher nur als Beispiel au betrachten»

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1») Hit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff Betriebene Heizvorrichtung, insbesondere für mit Wasser gekühltem Kondensator versehene Abeorptlms in Klimageräten, bestehend aus einem die ci@& S stoff versprühende Brennerdüse umgebend®n_s zwm ¥&« meempfanger führenden Brennerrohr, dadurch .gekOTiizeichnet, daß im Brennerrohr (52) in geringem Abstand vor der Düsenaiistrittsöffnung (80) ©in strd« mimgslenkenäor Flaiamenrüclchaltelropf (86) angeordnet ist ρ der susarämen mit Breianerrohrwaiaä (52) unß. nerrohrbööen (60) eine mit Eilfslnft gespeiste karamer (112) bildet und teitflachen (124) aufweist_a die die ßtröjmrag entlang der Brennera?öteseb benförmig verv/irbeln, und daß am Lüfte iatritt (96) stir Luftkaiasier (112) Leitflächen (108_p110) Y©s?g®^ sehen sind, die die eintretende Hilfsltxft quer Brennerrohrachse gegensiraeig iia Omfangsriel"t?s©g lenkt ·

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   äaß öes? llaiasiSia2?l©lsfealtöl£©pf C^S) ©ia iM&m^sm

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   zum Brennerrohr (52) erstreckt, wobei der engere Teil des Kegelmantels mit freier Mittelöffnung der Brennerdüse (66) gegenüberliegt und der v/eitere Teil des Kegelmantels an die Innenwand des Brennerrohres (52) anschließt,

   3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der FlasnnenrücMialtefcopf (86) in der Hähe seines weiten Endes mit regelmäßig über den Umfang verteilten Öffnungen (114) versehen ist, daß mindestens von einigen dieser öffnungen (114) Längs« schlitse (116) ausgehen, die sich bis an den inneren Rand (126) des Kegelmantels erstrecken*und daß jeweils ein Rand (120) der Längsschlitze (116) entsprechend einer zum engen Ende konvergierenden Biegelinie (122) umgebogen sind₉ um gleichsinnig angestellte flügelartige Leitflächen (124) zu bilden, die der durch den Flammenrückhaltekopf (86) strömenden Luft eine schraubenförmige Verwirbelung in Längsrichtung des Brennerrohres (52) verleihen.

   4«. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (52) zwischen dem Brennerrotirboden (60) und dem Plainmenrückhsltekopf (36) einen radial einmündenden, senkrecht zur Brenner-

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   robrschse ausgerichteten Hilfslufteinlaß (9δ) aufweist, der an der Eintrittestelle zur Luftkamiaer (112) gsgensinnig gerichtete Leitflächen (108, 110) enthält.

   5. Heilvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen (1Ο8₅11Ο) von Ablenkblechen (100.102) gebildet werden, in denen sich Durchbrechungen (111) befinden, um einem Seil ös3 eintastenden Tmftstromes 4.nen radialen Eintritt bezüglich der Brennerachse au ermöglichen·

   6_t Heizvorrichtung m.uli Anspruch 1 bis 5» kennzeichne υ, daß file Achse des gjlimöx'if eialasseo (96) die achse des Brennerrohses (52) an einer Stelle sw la oben dem engen Ende öes kowl*·* schon Plöiaiuenrückhc-iltekopfes (86) ntkü üem AuSsn-» ende der Düse (66) schneidet, wobei der Durobmeseer des Lüfteinlt^sses (96) so groß gewählt ist₉ daß seine Randteile noch einen leil der Düse (66) und einen Seil des konischen Flaiaaienrückhaltekopfes (86) überdeokön»

   xieits-/oi"L'irihtu«g naVn Anspruch ^fj und 6, dadurch, ge« einiüifci;, rl'iß ι i.e LoIbflächen (108,110) von

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   zwei dünnen Blechen (100,102) gebildet werden, die den Iiufteinlaß (96) in Richtung der Brennerrohrachse diametral teilen und innerhalb des Brenner-* rohres (52) gegensinnig nach außen verformt sind und entsprechend abnehmender Breite konisch verlaufen.

   8. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerdüse als Ansaugdüfoe (85) ausgebildet ist und konzentrisch angeordnete Kanäle für den Austritt von Ansaugluft und Brennstoff aufweist, itfobei die Luftkanäle den Brennstoffkanal (84·) schraubenförmig inageben, um eine Verwirbelung des aus des? Düse austretenden Gemisches zu bewirken _o

   9« Heilvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Luftzufuhr ein gerne innainex* Antriebsmotor (20) vorgesehen ist, dessen Motorwelle am einen Ende ein Gebläse (28) für die Zufuhr der Hilfsluft und am anderen Ende eine« Luftkompressor (24) stur Speisung der DUae (66) enthält.

   10. Heiavorrichtung nsoh Annpruch 1 bis 9? Jlafluroh gekennzeichnet, tl&ß in dm.· Luftkp.Fxider (112) den Brennerrohres (52) in flor Mähe der Düsenöffnunii (80)

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   zum Zünde« des Gemisches Zündelektroöen (92,94) angeordnet sind.

   11. Steigvorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadnrob gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung fast sdo <alm©s? Seitenwand des Wärmeempfängers (5) fto c ber (8) eines Absorptionsldihlers verbunden ist daß der Vfäiiaeempfanger (5)» die Brenneranoränung (10), der Lüfter (28), der Kompressor (24)> der Antriebsmotoiv(20)_P die Brennstoffpumpe rad die elektrischen Steuemmgsteile (42) in dem lergehäuse (2) des Absorbers vereinigt sind.

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