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Brennvorrichtung für unter Druck stehende flüssige Brennstoffe Die
Erfindung bezieht sich auf Brennvorrichtungen für unter Druck stehende flüssige
Brennstoffe und hat eine verbesserte Bauart einer solchen Vorrichtung zum Gegenstand,
bei der die Inbetriebsetzung, die eine Vorwärmung des Generators bzw. Verdampfers
erfordert, ohne Verwendung einer Hilfsanlieizflamme vor sich geht, bei der ferner
eine verbesserte Generatorbauart verwendet wird, die den einzigen Strömungsweg für
den zerstäubten oder verdampften Brennstoff zu der Mischkammer sowohl für den :\nlauf
als auch für den Dauerbetrieb bildet und die ferner ein verbessertes einziges Regelventil
sowohl für den Anlauf als auch für den Dauerbetrieb aufweist sowie weitere mechanische
Eigenschaften besitzt, die die wirtschaftliche Herstellung der Vorrichtung und ihre
wirksame Arbeitsweise weitgehend erleichtern. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar
auf verschiedene Arten von mit Druck arbeitenden Beleuchtungsvorrichtungen mit Glühmantel
bzw. Glühstrumpf, nämlich Laternen und Lampen der verschiedensten Ausführungen,
sowie ferner auf die übrigen Arten von Brennvorrichtungen für unter Druck stehenden
flüssigen Brennstoff, wie Ofen, Kocher und Heizvorrichtungen allgemein.
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Neben den vorstehenden Merkmalen umfaßt die Erfindung Mittel für die
wirksame Verbrennung von verschiedenen Sorten flüssiger Brennstoffe, z B. zeitweise
Gasolin und zeitweise Kerosen, durch einfache Änderung der dem Mischer zugeführten
Luftmenge je nach der Art des zu verwendenden Brennstoffes. Die gemäß der Erfindung
getroffenen
Einrichtungen, die dazu dienen sollen, die Anlauf-bzw.
Anheizdauer auf eine möglichst kurze Zeit zu beschränken" bestehen bestehen u. a.
in einer im Brennstoffbehälter untergebrachten Vorrichtung, mittels welcher die
im Behälter unter Druck stehende Luft während der Ingangsetzung des Brenners dazu
verwendet wird, den flüssigen Brennstoff aufzuspalten und zu zerstäuben, damit er
alsdann über das Regelventil dem Generator zugeführt wird, wobei die Zerstäubung
so wirksam ist, daß das entstehende Brennstoffgemisch sofort entzündet werden kann
und ohne übermäßige Rauchentwicklung verbrennt, so daß .das Generatorrohr selbst
bei Verwendung von Kerosen als Brennstoff sehr schnell stark genug erhitzt wird,
damit das Ventil innerhalb kurzer Zeit nach dem Inbetriebsetzen in die Dauerbetriebsstellung
weitergedreht werden kann.
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Die vorstehend angegebenen Vorteile sind sämtlich der Brennereinrichtung
nach der Erfindung eigen, die im folgenden zum besseren Verständnis an Hand eines
Ausführungsbeispiels beschrieben und zeichnerisch dargestellt ist, und zwar zeigt
Fig. i eine Ansicht einer Brennerlampe nach der Erfindung teilweise im senkrechten
Schnitt durch die Ebene der Luftzuführungrohre, Fig. 2 einen Querschnitt durch die
Lampe längs der Linie 2-2 in Fig. i, Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch
die Lampe unter einem rechten Winkel zu der Schnittrichtung nach Fig. i, F ig. 4
einen der Fig. 3 entsprechenden, jedoch stark vergrößerten Schnitt durch die Ventilanordnung
und durch die im Behälter befindliche Einrichtung für die Zuführung des Brennstoffes
zum Ventil beim Anlauf und im Dauerbetrieb, Fig.5 einen der Fig.3 entsprechenden,
jedoch stark vergrößerten Schnitt durch das Generatorrohr und die Mischkammer, Fig.
6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5 und Fig. 7 eine vergrößerte Teilansicht
der Vorrichtung, die dazu dient, die Lampe zeitweise mit verhältnismäßig schwerem
und zeitweise mit verhältnismäßig leichtem flüssigem Brennstoff zu betreiben, und
zwar längs der Linie 7-7 in Fig. i.
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Wie in Fig. i dargestellt, besteht die Lampe aus einem Metallbehälter
io, der in der Mitte seiner oberen Wandung die Ventileinrichtung i i trägt, die
von einem Blechzylinder 12 umgeben ist; letzterer trägt die Grundplatte 13 der Lampe
in waagerechter Lage, die durch eine Schraube oder einen Bolzen 14 festgehalten
wird, der im Mittelpunkt der Grundplatte in das Ventilgehäuse i i eingeschraubt
ist. Die Grundplatte 13 weist am Rande einen aufwärts gebogenen Flansch 13a auf,
der als Anlage für das untere Ende des Schornsteins bzw. Windglases 15 dient. Starr
an der Grundplatte 13 sind die unteren Enden von zwei Luftzuführungsrohren 16 und
17 befestigt, die durch die Grundplatte hindurch freie Öffnungen besitzen, von denen
jedoch die Öffnung des Rohres 17 mit einem Verschlußdeckel 18 (vgl. Fig. 7)@ versehen
ist, der an der Unterseite der Grundplatte 13 bei i9 drehbar befestigt ist und vorzugsweise
einen vorspringenden Lappen 18a aufweist, an dem der Deckel hin und her geschwenkt
werden kann, so daß er die untere Öffnung des Rohres 17 entweder verschließt oder
freigibt, wobei im geschlossenen Zustand die Luftzuführungsröhre 17 dannverwendet
wird, wenn die Lampe mit einem verhältnismäßig leichten Brennstoff, wie Gasolin,
betrieben wird, während im offenen Zustand, wenn verhältnismäßig schwerer flüssiger
Brennstoff, wie Kerosen, verwendet werden soll.
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Die oberen Enden der Luftzuführungsröhren 16 und 17 sind waagerecht
gegeneinander umgebogen, vorzugsweise derart, daß ihre oberen Enden eine gemeinsame
waagerechte Achse haben, und die Enden sind in dieser Lage an einem Metallblock
2o beispielsweise durch Löten befestigt. Ein Jochstück 21 aus Blech ist an seinen
unteren Enden mit Öffnungen für die Aufnahme der oberen Enden der Luftröhren 16
und 17 versehen, wobei der Abstand der Seiten des Joches 21 gleich der Breite des
Blockes 20 ist; das Joch 21 ist vom Block 2o aus nach oben gerichtet und in dieser
Lage befestigt, indem seine unteren Enden mit den oberen Enden der Luftröhren 16
und 17 und mit dem Block 20 beispielsweise durch Löten verbunden sind. Das waagerechte
Oberteil des Joches 21 besitzt vom oberen Ende des Blockes 2o einen ausreichenden
Abstand, um die Düse 22 bequem in den Block 20 einsetzen bzw. vom Block abnehmen
zu können, wenn der Brenner auseinandergenommen bzw. zusammengesetzt oder der Glühmantel
ausgewechselt werden soll. An dem waagerechten Oberteil des Joches 21 ist eine nach
oben gerichtete Schraube 23 befestigt, die eine innere und eine äußere ringförmige
Haube 24 und 25 durchsetzt, um diese Haueben in bezug auf das Lampengestell in ihrer
richtigen Lage zu sichern, zu welchem Zweck außerdem oberhalb der Haube 25 eine
Mutter 26 auf die Schraube 23 aufgeschraubt ist. Die Hauben 24 und 25 sind vorzugsweise
fest miteinander verbunden, etwa durch Löten oder Schweißen, um eine starre Einheit
zu bilden.
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Die innere und untere Haube 24 ist in ihrem oberen Teil zylindrisch
geformt und durchlöchert, damit die Verbrennungsgase leicht abziehen können, während
der untere Teil sich nach unten zu kegelförmig erweitert und bei 24a mit
einem ringförmigen Absatz für die Aufnahme des oberen Endes des Windglases 15 versehen
ist; unterhalb dieses Absatzes setzt sich die konische Erweiterung nach unten fort,
derart, daß ein Wetterdach 246 für das Windglas gebildet wird. Die äußere Haube
25 ist im wesentlichen kugelförmig und ist vom oberen Ende der Haube 24 aus nach
unten und außen gerichtet, so daß ein ringförmiges Wetterdach für den oberen durchlöcherten
Teil der Haube 24 gebildet wird.
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Wie aus Fig. i ersichtlich, ist der Block 2o beispielsweise durch
Verschraubung und Löteng mit dem oberen Ende eines senkrechten Mischrohres oder
einer Mischkammer 27 verbunden, die vorzugsweise
gleichachsig zum
Windglas 15 verläuft. Das untere Ende des Mischrohres 27 ist vorzugsweise mittels
Gewinde an einem Glühmantelträger 28 befestigt, der einen nicht dargestellten Brennerschirm
enthält und der seinerseits gleichachsig zum Mischrohr 27 einen Glühmantel 29 trägt,
so daß das dem Rohr 27 zugeführte Brennstoffgemisch zentral austritt und in die
Mitte des Glühmantels 29 eingeleitet wird.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Grundplatte 13 mit Löchern 13b
versehen, um dem Glühmantel 29 Außenluft zuzuführen, die zu der vollständigen Verbrennung
des Brennstoffgemisches beitragen soll; die Grundplatte 13 weist ferner eine Öffnung
13c auf, die das Einführen eines brennenden Zündliolzes ermöglicht, um zu Beginn
des Anheizvorganges den Brennstoff am Glühmantel 29 zu entzünden.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, ist der Behälter io mit einer geneigten
Abflachung 1o° in seiner Seitenwand unmittelbar unter der oberen Abschlußwand des
Behälters versehen, uni eine nach außen vorstehende Gewindebuchse 3o aufzunehmen,
in deren Bohrung der Zylinder einer Luftpumpe 31 gleitend geführt ist; dieser Pumpenzylinder
weist an seinem äußeren Ende einen Außenflansch auf, über den eine Kappe 32 greift,
die mit Innengewinde auf die Buchse 3o aufgeschraubt ist. Der Flansch am Ende des
Pumpenzylinders besitzt angenähert denselben Außendurchmesser wie das Gewinde der
Buchse 30 und ist mit einem entsprechenden Gewinde ausgestattet, damit die
Kappe 32 darübergeschraubt werden kann bis in die in Fig. 3 angegebene Lage, wobei
die inneren Gewindegänge in der Kappe 32 weggeschnitten sind, so daß die Kappe sich
in der dargestellten Lage frei in bezug auf den Pumpenzylinder drehen kann, wenn
der letztere im Behälter befestigt wird. Zwischen dem Flansch des Pumpenzylinders
und dem Ende der Buchse 30 ist vorzugsweise ein geeigneter Dichtungsring
zwecks Herstellung einer dichten Verbindung an dieser Stelle eingefügt. Die Kappe
32 weist eine zentrale Bohrung auf, in der die Kolbenstange 31° der Pumpe gleitend
geführt ist, derart, daß die Kappe 32 die Stirnwand für den Pumpenzylinder sowie
den Verschlußdeckel für die Buchse 3o bildet, deren Bohrung die Einfüllöffnung des
Behälters io darstellt. Gemäß Fig. i ist der Behälter io vorzugsweise mit einem
Entlüftungsventil fob von bekannter Form ausgerüstet, um den Luftdruck vom Behälter
abzulassen, wenn die Benutzung der Lampe unterbrochen wird.
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Wie in Fig.3 wiedergegeben, sind am unteren Rande des Haubenteiles
24b gegenüberliegende öffnungen vorgesehen, um die umgebogenen Enden eines Biigels
33 aufzunehmen; diese umgebogenen Enden sind so ausgebildet, daß sie in Verbindung
mit dem Haubenteil 24b ein Lösen des Bügels von der Haube verhindern, wenn der Bügel
in die Traglage hochgeklappt ist.
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Wie ferner aus Fig.3 ersichtlich, besitzt das Ventilgehäuse i i einen
nach oben gerichteten Rohrstutzen t 1°, der durch eine geeignete Öffnung in der
Grundplatte 13 dringt; auf das obere Gewindeende des Stutzens i i° ist eine Kappe
34 aufgeschraubt, durch die das Generatorrohr 35 gehalten und mit dem Stutzen i
i° verbunden wird, wodurch wiederum die Düse 22 im Block 20 in ihrer Lage gehalten
wird. Die Ventileinrichtung enthält eine Ventilstange 36, bei deren Drehung zunächst
der Anlaufzustand der Lampe für eine gewisse Zeitspanne eingestellt wird, während
durch weiteres Drehen der Ventilstange der Dauerbetriebszustand der Lampe hergestellt
wird, wie sich aus der weiteren Beschreibung ergibt.
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Gemäß Fig. 4 trägt das Ventilgehäuse i i einen abwärts gerichteten
Stutzen, der in den Behälter io eindringt und mittels Außengewinde in eine Gewindebuchse
37 eingeschraubt ist, die etwa durch Löten am Behälter befestigt ist, wobei der
Kopf der Buchse in einer entsprechenden Aussparung des Behälters sitzt. Im Innern
des Behälters io trägt das Ventilgehäuse zwei senkrechte Rohre 38 und 39, von denen
das Rohr 38 dazu dient, zerstäubten Brennstoff und Luft aus dem Behälter der Ventileinrichtung
während des Anlaufzustandes der Lampe zuzuführen, während das Rohr 39 lediglich
flüssigen Brennstoff der Ventileinrichtung während des Dauerbetriebszustandes der
Lampe zuführen soll. Die Rohre 38 und 39 sind starr am Ventilgehäuse befestigt,
indem ihre oberen Enden in entsprechende Bohrungen des Gehäuses eingelassen und
in dieser Lage etwa durch Löten mit dem Gehäuse verbunden sind. Das Rohr 39 hat
einen kleineren Durchmesser als das Rohr 38 und ist in seiner ganzen Länge geöffnet,
so daß es flüssigen Brennstoff vom Boden des Behälters io aufnehmen kann. Das Rohr
38 ist mit einem Fasermaterial 40 irgendwelcher Art gefüllt, das eine Käpillarwirkung
auf den flüssigen Brennstoff ausübt,, so daß die Flüssigkeit vom Boden des Behälters
io aus eintretend dieses Füllmaterial durch und durch anfeuchtet, selbst wenn der
Brennstoff in dem Behälter nahezu erschöpft ist. Für die Füllung des Rohres 38 kann
Baumwollfaser, Wollfaser oder ein sonstiges Fasermaterial verwendet werden, das
eine hochgradige Kapillarwirkung besitzt, wobei lediglich die Forderung zu erfüllen
ist, daß der Füllstoff nicht so dicht in dem Rohr 38 gepackt wird, daß das Hindurchströmen
von Luft durch den Füllstoff unter dem von der Handpumpe 31 im Behälter io erzeugten
Druck verhindert wird. Das Rohr 38 ist an seinem oberen Ende mit einem Schirm 38°
versehen und wird von einem zweiten Rohr 41 umgeben, dessen lichte Weite etwas größer
als der Außendurchmesser des Rohres 38 ist, so daß ein Luftraum zwischen den Rohren
41 und 38 gebildet wird. Die Enden des Rohres 41 sind nach innen gedrückt, derart,
daß sie am Rohr 38 unter Freihaltung eines gleichmäßigen Abstandes zwischen den
beiden Rohren anliegen und sind vorzugsweise durch Löten mit dem Rohr 38 verbunden.
Das Außenrohr 41 weist eine Lufteinlaßöffnung 42 über dem höchsten Flüssigkeitsspiegel
43 im Behälter io auf, und das Rohr 38 enthält eine entsprechende Luftöffnung 44
unmittelbar über dem unteren Ende des Rohres 41,
die das Innere
des Rohres 38 und den Luftraum zwischen den Rohren 38 und 41 @ miteinander in Verbindung
bringt.
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Gemäß Fig. 4 ist das Ventilgehäuse i i mit einer waagerechten Bohrung
45 versehen, die einen ersten Ventilkörper 46 enthält, dessen Außendurchmesser etwas
kleiner als die Bohrung 45 ist, damit Brennstoffgemisch zwischen dem Ventilkörper
46 und der Bohrung 45 hindurch zu einem Austrittskanal 47 im Stutzen i i° gelangen
kann, wenn die Lampe sich im Anheizzustand befindet, und um in entsprechender Weise
flüssigen Brennstoff in und durch den Kanal -17 im Dauerbetriebszustand der
Lampe treten zu lassen. DerVentilkörper46 ist an seinem inneren 1?nde kegelig ausgebildet
und steht einem ersten Ventilsitz 48 im Ventilgehäuse gegenüber, um die Strömung
von Brennstoffgemisch von einem Kanal 49, der mit dem oberen Ende des Rohres 38
in Verbindung steht, zum Brenner hin zu regeln; das andere Ende des Ventilkörpers
46 ist mittels Außengewinde in ein entsprechendes Gewinde der Gehäusebohrung 45
eingeschraubt, so daß der Ventilkörper 46 beim Drehen nach Belieben zum Sitz hin
oder vom Sitz fort bewegt werden kann. Am Ventilkörper 46 sitzt ein zweiter Ventilkörper
5o, der mit seinem kegeligen Ende einem zweiten Ventilsitz 51 im Ventilgehäuse gegenübersteht
und die Strömung von flüssigem Brennstoff von einem Kanal 52, der die Verbindung
zum Rohr 39 herstellt, durch einen Hohlraum um den zweiten Ventilkörper 50 herum
zum Kanal 47 hin im Dauerbetriebszustand der Lampe regelt. Der Ventilkörper 5o ist
in dem Ventilkörper 46 gleitend geführt und trägt an seinem inneren Ende einen auswärts
gerichteten Flansch 53, der gleitend in der Bohrung 4611 des Ventilkörpers 46 geführt
ist; in dieser Bohrung liegt am Endflansch des Ventilkörpers 5o eine Stahlkugel,
etwa wie sie für Kugellager verwendet wird, unter dem Druck einer Feder 55 an. Am
Ende der Bohrung 46a sitzt eine Buchse 56, in der der Ventilkörper 5o gleitend geführt
ist. Die Buchse 56 besitzt eine äußere Eindrehung 56a zur Aufnahme des einwärts
gedrückten Endes des Ventilkörpers 46, mit dem die Buchse festgehalten wird. Die
Feder 55 stützt sich am Boden der Bohrung 46a ab und wird auf diese Weise so stark
gespannt gehalten, daß der Ventilkörper 5o noch auf seinem Sitz 51 gehalten wird,
wenn der Ventilkörper 46 um einen geringen Abstand von seinem Sitz 48 abgehoben
wird, doch nicht genügend weit, um den Flansch 53 mit der Buchse 56 in Berührung
zu bringen. Das Ventilgehäuse ist um die Ventilstange 36 herum durch eine aufgeschraubte
Kappe 57 mit Dichtungsring 58 in der üblichen Weise verschlossen.
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Das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Ventilanordnung ist folgendes:
Nachdem flüssiger Brennstoff in den Behälter io bis zu irgendeiner Höhe unterhalb
des zulässigen höchsten Standes 43 eingefüllt ist und der erforderliche Luftdruck
im Behälter über der Flüssigkeit mit der Handpumpe hergestellt ist, wird die Lampe
in den Anlaufzustand gebracht, indem die Ventilstange 36 so weit gedreht wird, daß
der Ventilkörper 46 von seinem Sitz48 abgehoben wird, nämlich gerade weit genug,
um zerstäubten Brennstoff und Luft frei durch den Kanal 47 zum Generatorrohr 35
hindurchtreten zu lassen. Bei dieser Einstellung des Ventils strömt Luft unter Druck
durch die Öffnung 42 und zwischen den Rohren 38 und 41 abwärts, durch die Öffnung
44 in das Rohr 38 und in diesem durch das mit flüssigem Brennstoff getränkte Fasermaterial
hindurch nach oben. Dabei verteilt sich die im Rohr38 aufwärts strömende Luft und
nimmt bei ihrem Durchgang durch das Fasermaterial kleinste Teilchen des flüssigLri
lir(-nnstoffes mit, derart, daß der Brennstoff zerstäubt und mit Luft gemischt durch
den Kanal 49 und den Hohlraum um den Ventilkörper46 zum Kalia147 mitgeführt wird,
von wo das Gemisch dem Generatorrohr 35 zugeleitet wird. Wie noch zu beschreiben
sein wird, wird das Brennstoffgemisch im brennbaren Zustand dem Glühmantel 29 zugeführt,
wo es entzündet wird und in sehr kurzer Zeit den dicht neben dem Glühmantel 29 liegenden
Generator 35 stark genug erhitzt, um die Möglichkeit zti schaffen, dem Generator
an Stelle des Gemisches aus zerstäubtem Brennstoff und Luft jetzt flüssigen Brennstoff
zuzuführen. Für diese Änderung im bletriebszustand wird die Ventilstange 36 "weiter
herausgedreht, wodurch der Ventilkörper 46 weiter von seinem Sitz 48 abgehoben wird,
so daß der Flansch 53 von der Buchse 56 erfaßt und bei weiterer Bewegung der Ventilstange
36 der Ventilkörper 5o von seinem Sitz abgehoben wird; nunmehr kann flüssiger Brennstoff
ohne irgendeine Behinderung durch das Rohr 39, den Kanal 52, die Hohlräume um Ventilkörper
5o und 46 zum Katlal 47 und von da zum Generator 35 strömen. Obgleich in diesem
Betriebszustand der Lampe der Strömungsweg vorn Innern des Behälters durch das Rohr
38 und den Kanal 49 zum Kanal 47 noch offen ist, nämlich in demselben Zustand wie
beim Anheizen der Lampe, wird trotzdem keine Luft mehr aus dein Behälter entnommen,
weil der Druckabfall durch das offene Brennstoffrohr 39 in' wesentlichen \u11 ist
und demzufolge nahezu derselbe Druck über dem oberen Ende des Kanals 49 wie über
der Öffnung 42 ausgeübt wird, wodurch der -%veitere Luftstrom vom Behälter so wirksam
unterbunden wird, als wenn ein besonderes Ventil zum Absperren des Kanals 49 verwendet
würde. Auf diese Weise wird durch eine verhältnismäßig einfache Ventilanordnung
erreicht, daß die Druckluft im Behälter während des Anheizens der Lampe für die
Herstellung des erforderlichen Brennstoffgemisches verwendet werden und durch einfaches
Drellen der Ventilstange alsdann der Dauerbetriebszustand der Lampe hergestellt
werden kann, bei dem flüssiger Brennstoff als solcher dem Generatorrohr durch den
Luftdruck im Behälter io zugeführt wird, ohne daß eine nennenswerte Luftströmung
vom Behälter zu dem und durch das Ventil möglich ist. Es ist wichtig, daß die Länge
des Strömtnigsweges der Luft durch das Fasermaterial 40, der bestimmt ist durch
die Höhenlage der Öffnung 44, den Innendurchmesser
des holrres
38 und die Art des Füllmaterials 40 und seine Packungsdichte, so gewählt
wird, daß die Zerstäubung des Brennstoffes gerade soweit getrieben wird, daß die
Anheizflamme im Glühstrumpf weder zu reich noch zu arin ist; denn wenn die Zerstäubung
zu stark ist, ergibt sich ein reiches Gemisch und eine rauchende Flamme, die zum
Anheize» nicht geeignet ist, und wenn die Zerstäubung zu schwach ist, wird ein mageres
Gemisch erzeugt, (las schwierig oder gar nicht anzuzünderf ist.
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Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung für das Zerstüul)eit oder Verdampfen
von Brennstoff zwecks Inbetriebsetzung einer Drucklampe kann in gleicher Weise dazu
verwendet werden, ein zerstäubtes oder verdampftes Gemisch aus flüssigern Brennstoff
für irgendeinen anderen Brenner, beispielsweise an Ofen, Kochern oder ähnlichen
Vorrichtungen, zu erzeugen.
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Wie in Fig. 5 dargestellt, kann das Generatorrohr 35 aus einem unteren
Teil 35a :-und einem Oberteil 35b von verhältnismäßig kleinem Durchniesser bestehen,
wobei das untere Ende des Oberteiles 35b in (las obere Ende des Unterteiles 3511
eingreift und nach _\tidrücken des weiteren Rohrendes beispielsweise durch
Verlöten beider Teile verbunden ist. Das Unterteil 35a ist mit einem Füllstoff versehen,
um das Hochfluten des zum Glühmantel beförderten Brennstoffgemisches zu verhindern;
dieser Füllstoff besteht vorzugsweise aus langen Fäden von winzigem Durchmesser,
die vorzugsweise die Länge des auszufüllenden Rohrraumes besitzen und eine solche
Beschaffenheit aufweisen, daß sie nicht leicht brechen und kleine Stoffteilchen
erzeugen. Vorteilhaft kann der Füllstoff aus Glasfäden von winzigem Durchmesser
bestehen, und eine große Anzahl dieser Fäden kann, unter Umständen in Garnform verdrillt,
verwendet werden, jedenfalls in so ausreichender Menge, daß das Unterteil
35" in geeigneter Weise ausgefüllt ist. Der beschriebene Füllstoff hat den
Vorteil, daß jeder- seiner Fäden von einem zum anderen Ende des Füllraumes reichen
kann und daß er biegsam und nachgiebig genug ist, um nicht durch leichtes Brecher
kleine Teilchen entstehen zu lassen, die ihren Weg durch das Generatorrohr zur angrenzenden
Düse finden und die Austrittsöffnung der Düse verstopfen könnten. Ein weiterer Vorzug
dieses Füllstoffes besteht darin, daß die Oberfläche der Fäden glatt ist, wodurch
die Möglichkeit zur Ablagerung von Kohlenstoffteilchen, die durch Verdampfung und
Destillation des Brennstoffes entstehen und sich in dem Füllstoff ablagern könnten,
praktisch im wesentlichen ausgeschlossen wird. Zugleich dient der Füllstoff als
wirksames Filtermittel für verhältnismäßig große Brennstoffteilchen, die von dem
flüssigen Brennstoff unter Umständen mitgeführt werden und durch den Füllstoff daran
gehindert werden, zur Düse zu gelangen, wohingegen winzige und außerordentlich kleine
Teilchen von Kohlenstoff, die bei der Verdampfung des Brennstoffes entstehen, sich
nicht absetzen und anhäufen können und daher in verteiltem, Zustand zur Düse gelangen
und durch dieselbe austreten, ohne sie zu verstopfen. Das Oberteil 35 des Generators
enthält keinerlei Strömungshindernisse und gestattet den freien Durchtritt des Brennstoffes
während des Betriebes der Laterne. Zu Beginn und während des Anheizens der Lampe
wird der durch das Oberteil 35 strömende flüssige Brennstoff fein zerstäubt und
mit Luft gemischt, so daß aus der Düse ein brennbares Gemisch zum Glühmantel austritt
und unverzüglich nach dem Anzünden der Flamme infolge des geringen Abstandes zwischen
dem Glühmantel und dem Generator. der letztere so schnell erhitzt wird, daß er in
bemerkenswert kurzer Zeit heiß genug ist, um mit der Verdampfung der zerstäubten
Brennstoffteilchen zu beginnen, was so lange fortgesetzt wird, bis der Generator
heiß genug ist, um den Brennstoff, auch wenn er unzerstäubt in flüssigem Zustand
zugeführt wird, zu verdampfen, wie es während des Dauerbetriebs der Lampe der Fall
ist.
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Das obere Ende des Oberteiles 35b des Generatorrohres ist aus der
senkrechten in die waagerechte Richtung umgebogen und hier am oberen Ende der Düse
22 etwa durch Löten befestigt; diese Düse besitzt eine zylindrische Außenfläche
und eine axiale Längsbohrung 22a, die in senkrechter Lage gehalten werden durch
ein am Block 20 sitzendes Führungsrohr 59. Die Bohrung 22a ist am oberen Ende verschlossen
und am unteren Ende mit Innengewinde versehen zur Aufnahme einer Düsenspitze 22b,
die eine winzige Austrittsöffnung 22c aufweist, welche mit der Bohrung 22a in Verbindung
steht und gleichachsig zur Düse 22 liegt. Die Düse 22 sitzt senkrecht gleitend in
dem Führungsrohr 59, wodurch der Zusammenbau des Generators 35 und das Auswechseln
desselben erleichtert wird, falls dies erforderlich sein sollte.
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Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich, hat der Block 2o eine zentrale Bohrung
20a von wesentlich größerem Durchmesser als der Außendurchmesser des Rohres 49,
das gleichachsig zu dieser Bohrung liegt. Die Bohrung 20a ist oben abgeschlossen,
und das Rohr 59 ist in dieser Bohrung gehalten durch Schraubverbindung mit der Oberwand
des Blockes 20, wobei diese Verbindung zusätzlich durch Löten gesichert werden kann.
Die Luftrohre 16 und 17
münden von entgegengesetzten Seiten in die BohrUng
20a oberhalb des unteren Endes des Rohres 59, wodurch erreicht wird, daß das schnelle
Strömen von Brennstoffnebel oder -dampf, je nach dem vorliegenden Fall, von der
Düsenspitze 22b aus abwärts und gleichachsig zur Bohrung 20a eine Saugwirkung auf
die Luft ausübt, die durch die Rohre 16 und 17 der Bohrung 20a zugeführt
wird, und diese Saug- oder Bunsenwirkung ist genau festgelegt und eingestellt durch
die Lage des unteren Endes des Rohres 59 in bezug auf die Mündungsenden der Luftrohre
16 und 17.
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Bei der Herstellung von Vorrichtungen wie derartiger Generatoren 35
kommt es häufig vor, daß Schwierigkeiten bestehen, sie alle in jeder Hinsicht genau
übereinstimmend auszuführen; hierbei ermöglicht nutt die vorstehend beschriebene
Art des Einbaues der Düse 22 in das Rohr 59, Ungenauigkeiten
innerhalb
vernünftiger Toleranzen bezüglich der Lage der Düse 22 zum unteren Ende des Generators
35 zuzulassen, weil die Düsenspitze 22b in senkrechter Richtung im Rohr 59 die eine
oder andere Lage einnehmen kann, solange die Spitze 22b nicht unterhalb des Rohres
59 vorsteht; für jede dieser Stellungen ist die wirksame und günstigste Saugwirkung
durch den austretenden Brennstoffdampf auf die aus den Rohren 16 und 17 einströmende
Luft gewährleistet.
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Das untere Ende der Bohrung 20° greift mit Innengewinde über ein entsprechendes
Außengewinde am oberen Ende des Mischrohres 27, und auf diese Weise werden das Mischrohr
27 und der Glühmantel 29 gleichachsig zur Bohrung 22° gehalten, mit dem Ergebnis,
daß die Strömung von zerstäubtem oder verdampftem Brennstoff, je nach dem vorliegenden
Fall, die aus der Öffnung 22° austritt, genau zentral in dem Mischrohr 27 verläuft
und ebenso zentral in den Glühmantel 29 eintritt, wobei wenig oder keine Berührung
zwischen dem Brennstoffstrom und der Innenwand des Mischrohres stattfindet; dieses
Ergebnis wird dadurch erleichtert, daß das Mischrohr verhältnismäßig kurz ist, sowie
dadurch, daß die Öffnung 22c in der Düsenspitze so ausgebildet ist, daß der von
der Öffnung ausgehende Strom des zerstäubten oder verdampften Brennstoffes nur eine
geringe Streuung oder Divergenz besitzt bei seinem Weg durch das Mischrohr 27 abwärts.
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Während der Generator nach der Erfindung nicht auf irgendwelche bestimmte
Größen und Abmessungen beschränkt ist, hat sich eine praktische Ausführungsform
als besonders wirksam erwiesen, bei der das Teil 350 ein Messingrohr mit
einem Außendurchmesser von etwa 51.2" = 4 mm und einer Wandstärke von etwa 1/e,1'
= 0,4 mm und bei der das Teil 356 ein Messingrohr mit einem Innendurchmesser von
etwa 1/1e" = 1,6 mm und einer Wandstärke von etwa 1/6i' = 0,4 mm ist. Die Austrittsöffnung
22° beträgt bei dieser Ausführungsform nur wenige tausendstel Zoll im Durchmesser,
beispielsweise 6 bis 8 tausendstel Zoll = 0,15 bis 0,2 mm. Es ist erwünscht,
daß die beiden Teile des Generators aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, etwa
Messing, hergestellt werden, und bei der beschriebenen Ausführung ist nach dem Entzünden
des Brennstoffes am Glühmantel 29 die erzeugte Hitze im Augenblick so stark, daß
der Generator sehr schnell erhitzt wird, derart, daß in wenigen Sekunden die Verdampfung
des Brennstoffes im Generator beginnt und daß beispielsweise 4o Sek. nach Inbetriebsetzung
bei Irerosen als Brennstoff der Generator heiß genug ist, um den flüssigen Brennstoff
für den Dauerbetrieb der Lampe richtig zu verdampfen, während die Anheizdauer noch
kürzer ist, sobald Gasolin als Brennstoff verwendet wird. Es hat sich bei der beschriebenen
Ausführung des Generators gezeigt, daß es nicht notwendig ist, irgendwelche Hilfsmittel
für 'die Reinigung der Düsenöffnung 22c trotz ihrer geringen Abmessung zu benutzen,
und eine mögliche Erklärung hierfür ist der kleine Durchmesser des Generatorrohres
35b und die entsprechende hohe Strömungsgeschwindigkeit des verdampften Brennstoffes
durch dieses Rohr, wobei diese Geschwindigkeit auch durch die Bohrung 22° und die
Düsenspitze 22b aufrechterhalten wird, wodurch mit größter Wahrscheinlichkeit vermieden
wird, daß kleine Verunreinigungen oder Kohlenstoffteilchen sich in der Brennerspitze
festsetzen und dieselbe verstopfen. Eine der beschriebenen Ausführung entsprechende
Lampe ist über r8oo Stunden lang ununterbrochen mit Gasolin in Betrieb gewesen,
ohne daß das Generatorrohr oder die Düsenöffnung sich verstopften.
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Ein anderes wichtiges Merkmal der Lampe nach der Erfindung besteht
darin, daß das Oberteil des Generators, in dem die zerstörende Destillation des
Brennstoffes vor sich geht und von dort bis zur Düse sehr hoch erhitzt wird, wodurch
die Bildung von hinderlichen Kohlenstoffanhäufungen im Generator verhindert wird.
Infolge der geringen Oberfläche der Generatorrohre wird das Oberteil des Generators
sehr heiß gehalten, was wesentlich zu der beschriebenen wirksamen Arbeitsweise des
Generators beiträgt.
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Es ist ferner zu beachten, daß der zerstäubte oder verdampfte Brennstoffstrom
nach seinem Austritt aus der Düse 22c genau in der Achse des Mischrohres 27 verläuft
und keine Richtungsänderung erfährt, so daß die gesamte kinetische Energie des Brennstoffstromes
dazu ausgenutzt wird, den zerstäubten oder verdampften Brennstoff in den Glühmantel
29 einzublasen, so daß eine nennenswerte Berührung des zerstäubten oder verdampften
Brennstoffes mit irgendwelchen metallischen Flächen in der Anordnung vermieden wird
und dadurch eine Ansammlung der zerstäubten Brennstoffteilchen und eine Kondensation
des verdampften Brennstoffes auf diesen Flächen mit anschließendem Abtropfen des
auf diesen Flächen angesammelten Brennstoffes ausgeschlossen wird. Mit anderen Worten
ist die Lampe beim Betrieb im wesentlichen frei von unerwünschter Brennstoffansammlung,
Kondensation und Abtropfen.
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Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführung von Generator, Düse und
Mischvorrichtung kann ganz oder teilweise vorteilhaft bei Brennanordnungen für flüssigen
Brennstoff allgemein angewendet werden, sowohl für Beleuchtungs- als auch für andere
Zwecke, und insbesondere dann, wenn es erwünscht ist, ein Verstopfen und Überfluten
zu vermeiden und wo die Benutzung von äußeren Anheizvorrichtungen unerwünscht ist.
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Für den Betrieb der beschriebenen Lampe sind mehrere wichtige Gesichtspunkte
zu beachten, die nachstehend aufgeführt werden.
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Bei einer Drucklampe mit Benutzung von Kerosen als Brennstoff ist
es notwendig, den Generator auf eine höhere Temperatur vorzuwärmen, als sie für
einen leichter flüchtigen Brennstoff, wie Gasolin, erforderlich ist. Es ist daher
bei Verwendung von Kerosen erwünscht, das Metallgewicht im Generator, das erhitzt
werden muß, möglichst klein zu halten, um die zum Vorwärmen des Generators erforderliche
Zeit möglichst abzukürzen.
Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen,
einen Generator zu verwenden, der aus Rohren von zwei verschiedenen Abmessungen
und Gewichten besteht, wobei das weitere Rohr sich am unteren Ende befindet und
die geeigneten Abmessungen für die Aufnahme eines geeigneten Füllstoffes besitzt,
der (las Hochfluten von Brennstoff während des Betriebes der Lampe verhindert, während
das Rohr mit den kleineren Abmessungen sich am oberen 1?nde befindet.
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Das kleinere Oberteil des Generators hat einen weitgehend verringerten
Rauminhalt je Längeneinheit, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des verdampften
Brennstoffes durch dieses Rohr entsprechend gesteigert wird. Bei praktischen Versuchen
hat sich gezeigt, daß, wenn der Generator ein aus einem sehr engen Rohr bestehendes
Oberteil besitzt, dieses enge Oberteil in kurzer Zeit vorgewärmt werden kann und
daß die Ablagerung von Kohlenstoff; die durch die zerstörende Destillation des Brennstoffes
während der Verdampfung hervorgerufen wird, weitgehend herabgemindert wird und daß
ein Generator von dieser Bauart eine sehr viel längere Betriebsdauer besitzt als
Generatoren von größerem Durchmesser. Die Verdampfung von flüssigem Brennstoff durch
Generatoren der hier vorliegenden Art ist stets in gewissem Grade von einer zerstörenden
Destillation des Brennstoffes und einer entsprechenden Bildung von freien Kohlenstoffteilchen
begleitet. Diese Teilchen sind im Augenblick der Bildung äußerst winzig, aber beim
Vorliegen von günstigen Bedingungen hinsichtlich Bauart oder Betrieb vereinigen
sie sich schnell zu beachtlichen größeren Massen, die in kurzer Zeit jegliche Filter
oder Siebe sowie die Auslaßöffnungen der verwendeten Düsen verstopfen. Bei 'der
Brennereinrichtung nach der Erfindung wird nun nicht etwa versucht, mit diesen zusammengeballten
Kohlenstoffmassen fertig zu werden, nachdem sie sich einmal gebildet haben, sondern
es wird von vornherein .die Vereinigung der winzigen Kohlenstoffteilchen dadurch
ausgeschlossen, daß ein Generator von geringem Querschnitt stark erhitzt wird und
daß, was in gleicher Weise wichtig ist, in demjenigen Teil des Generators, in dem
die zerstörende Destillation des Brennstoffes zum größten "feil oder ausschließlich
vor sich geht, eine so äußerst hohe Strömungsgeschwindigkeit der Verflüchtigungsgase
herrscht, daß die Kohlenstoffteilchen im Augenblick ihrer Bildung durch den Gasstrom
erfaßt und mitgerissen werden durch die Düse und ihre Austrittsöffnung, ohne daß
die Teilchen sich zu größeren blassen zusammenballen können. Unmittelbar nach ihrem
Austritt aus der Düse werden die winzigen Kohlenstoffteilchen innig mit der Luft
im Mischrohr gemischt und so unter idealen Vorbedingungen für wirksame und gleichförmige
Verbrennung dem Glühmantel zugeführt.
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Wenn bei dieser Gattung von Drucklampen Kerosen als Brennstoff verwendet
wird, muß die Austrittsdüse des Generators in bezug auf die Luftzuführungsrohre
und das Mischrohr sehr genau eingestellt sein, um die Gewähr dafür zu schaffen,
daß die genügende Menge Außenluft für die richtige Verbrennung des als Brennstoff
verwendeten Kerosens, der einen verhältnismäßig hohen Betrag an Wärmeeinheiten enthält,
zugeführt wird, da es notwendig ist, eine brennbare Mischung zu erzeugen, die die
richtige Flammenausbreitung und entsprechende Flammengröße besitzt, so daß der Glühmantel
gleichmäßig erhitzt und zum Glühen gebracht wird. Wenn in der Lampe ohne Änderung
der Generatordüse, der Luftzuführungsrohre und des Mischrohres sowie ihrer gegenseitigen
Anordnung Gasolin verwendet wird, ist die Flammenausbreitung des Gasolingemisches
schneller wegen des geringeren Betrages an Wärmeeinheiten in diesem Brennstoff,
und infolgedessen hat die Flamme weniger oxydierende Eigenschaft und kürzere Länge
und kann denselben Glühmantel nicht richtig erhitzen.
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Um dieser Schwierigkeit abzuhelfen und die Lampe für beide Arten von
Brennstoffen in gleicher Weise wirksam zu machen, wurde an dem Einlaßende des einen
Luftzuführungsrohres ein Verschluß vorgesehen, so daß bei verschlossenem Rohr die
Luftzufuhr zur Mischkammer so stark herabgesetzt wird, daß die Zündgeschwindigkeit
verringert und eine Flamme von der erforderlichen Form und Größe für das richtige
Durchglühen des Mantels mit dem leichteren Brennstoff erzeugt wird, ohne daß dadurch
die wirksame Arbeitsweise der Lampe für den Betrieb mit schwererem Brennstoff bei
geöffnetem Lufteinlaß beeinträchtigt wird.
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Um ein richtiges Mischen von Brennstoff und Luft zu gewährleisten,
ist bei der Lampe nach der Erfindung eine zusätzliche Hülse derart angebracht, daß
ihr offenes unteres Ende in der Nähe der Luftzuführungsrohre und des Mischrohres
liegt, und ist die Austrittsöffnung der Generatordüse im Innern dieser Hüse angeordnet.
Es hat sich gezeigt, daß, wenn das offene untere Ende dieser Hülse in einer vorbestimmten
günstigsten Lage befestigt ist, die Lage der Austrittsöffnung der Düse innerhalb
der Hülse verändert werden kann, ohne die Mischwirkung nennenswert zu beeinträchtigen,
so daß die Hülse daher die Verwendung von Generatoren von geringfügig unterschiedlichen
Längen ermöglicht ohne Änderung der Mischwirkung, solange die Düsenöffnung in der
feststehenden Hülse liegt. Damit wird ein Ausgleich für geringe Längenunterschiede
in den Generatoren geschaffen, wie sie bei der Herstellung derselben gewöhnlich
auftreten, und erübrigt sich eine übermäßige Genauigkeit beim Einbau der Generatoren
in die Lampen; außerdem wird der Einbau und die Auswechslung der Generatoren so
vereinfacht, daß die Ausführung durch ungeübte Personen schnell und fehlerlos erfolgen
kann.
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Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Anordnung für die
Verwendung eines verhältnismäßig schwerflüchtigen Müssigen Brennstoffes wie Kerosen
(Kohlenöl), mit der eine geeignete Vorwärmflamme zur Erhitzung des Generators. einer
Lampe der beschriebenen Gattung erzeugt
wird. Die zu lösende Aufgabe
macht eine Einrichtung erforderlich, mit der ein ziemlich reiches Gemisch aus zerstäubtem
Kerosen und Luft erzeugt werden kann und dieses Gemisch ohne Änderung des zerstäubten
oder fein verteilten Zustandes des Brennstoffanteils einem Brenner zugeführt werden
kann.
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Es sind viele Vorrichtungen für die Herstellung eines Brenngemisches
aus flüssigem Brennstoff und Luft zum Vorwärmen eines Lampengenerators bekannt,
wenn der verwendete flüssige Brennstoff verhältnismäßig leichtflüchtig, beispielsweise
Gasolin, ist.
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Bei dieser bekannten Gattung von Vorwärmeinrichtungen wird im allgemeinen
die Luft aus dem oberen Raum des Lampenbehälters in dem Behälter mit einer sehr
kleinen Menge Gasolin gemischt, um aus dem schneltflüchtigen Gasolin ein brennbares
Gemisch zu erzeugen, welches eine verhältnismäßig stabile brennbare Gasmischung
ist, die beim Austritt aus einer Düse durch kalte Sammelröhren geleitet und gegebenenfalls
in diesen Röhren einer Richtungsänderung unterworfen «-erden kann, ohne daß der
Brennstoffdampf an den kalten Rohrwänden kondensiert, so daß der Erfolg dieser Art
von Vorwärmeinrichtung fast ganz von der hohen Flüchtigkeit des Brennstoffes abhängt.
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Bei der Lampe nach der Erfindung sind Mittel für die Erzeugung eines
Luft-Brennstoff-Gemisches vorgesehen, die aus einer Einrichtung bestehen, mit deren
Hilfe Luft aus dem oberen Raum des Lampenbehälters oberhalb des Brennstoffspiegels
in einen Docht geleitet wird, der vermöge seiner Kapillarität mit Kerosen getränkt
ist, und diese Luft durch den Docht von bestimmter Länge hindurchströmt, um einen
Teil des Kerosens zu zerstäuben und ein brennbares Gemisch zu erzeugen, das beim
Austritt aus einer Düsenöffnung ohne Berührung mit den Wänden des Mischraumes einem
Brenner zugeführt wird, der so mit einem brennbaren Gemisch für die Erzeugung einer
heißen Vorwärmflamme gespeist wird.
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Ein wichtiger Punkt der Erfindung besteht darin, daß der Docht eine
gewünschte Dichte und Kapillarität besitzen und die Luft auf eine ganz ;bestimmte
Länge mit dem kerosengetränkten Docht in Berührung kommen muß. Wenn diese Entfernung
zu lang ist, ist das erzeugte Brenngemisch zu reich an Brennstoff, und die Vorwärmflamme
ist stark rauchend und nicht geeignet zum Vorwärmen des Generators; wenn andererseits
die Länge des Luftweges durch den Docht zu kurz ist, ist das Brenngemisch zu arm
und das Entzünden desselben am Brenner ist sehr schwer, wenn nicht gar unmöglich.
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Bei einer praktischen Ausführungsform der angegebenen Einrichtungen
für die Inbetriebsetzung der Lampe wurde für das Rohr 38 ein Messingrohr mit einem
Außendurchmesser von '/4"= 6,2 mm und einem Innendurchmesser von 71s2' = 4,6 mm
und einer solchen Länge verwendet, daß es nahezu bis zum Boden des Behälters to
reichte, wobei der Füllstoff 4o aus 20 Strähnen eines 11/8-fachen Baum-Wollgarnes
bestand, das im wesentlichen voni einen zum anderen Ende des Rohres reichte; der
Innendurchmesser des Rohres 41, der nicht so kritisch ist, wurde so groß gewählt,
daß eine freie Luftströmung zwischen den Rohre" 38 und 41 stattfinden kann, beispielsweise
ein radialer Abstand von etwa 1184" bis 1/s2' = o,4 bis o,8 mm.
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Die Lufteinlaßöffnung 42 wurde in senkrechter Richtung am Rohr 41
so angebracht, daß sie gut oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes 43 im Behälter
io lag, da die Lage dieser Öffnung in anderer Hinsicht nicht von Bedeutung ist,
und die Öffnung 44 wurde am Rohr 38 iii solcher Höhe angeordnet, daß ein senkrechter
Strömungsweg von etwa rala" = 28,5 mm durch den Füllstoff 40 gebildet wurde, der
mit verhältnismäßig schwer flüchtigem flüssigem Brennstoff ivie Kerosen getränkt
war, denn für die Luft, die durch die Öffnung 44 in den Füllstoff eintritt, ist
diese Weglänge bei der beschriebenen Ausführungsforen für die Erzielung günstiger
Ergebnisse von Bedeutung. Bei der Lampe mit diesen Abmessungen ließ sich das Gemisch
aus Luft und zerstäubten Brennstoff leicht entzünden und erfolgte selbst im Augenblick
des Entzündens nur geringe Rauchentwicklung und Wurde der Generator sehr schnell
erhitzt auf die für . den Dauerbetrieb der Lampe erforderliche Temperatur. Es wurde
ferner festgestellt, daß der Gehalt des Brenngemisches an Brennstoff im wesentlichen
konstant war, unabhängig von der Höhe des Brennstoffstandes im Behälter.
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Obgleich die Erfindung in Anwendung auf eine Lampe beschrieben wurde,
können selbstverständlich ihre Merkmale auch mit anderen Formen von Drucklampen
mit Glühstrumpf der verschiedensten Bauarten angewendet werden sowie bei Brennern
für unter Druck stehenden flüssigen Brennstoff,' die nicht in erster Linie für Beleuchtungszwecke
dienen, wie Öfen, Kochern und Heizvorrichtungen allgemein.