| (19) |
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(11) |
EP 0 764 254 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.09.1998 Patentblatt 1998/36 |
| (22) |
Anmeldetag: 14.06.1995 |
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9502/317 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9534/786 (21.12.1995 Gazette 1995/54) |
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| (54) |
ÖLBRENNER
OIL BURNER
BRULEUR A MAZOUT
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE DE FR GB IT SE |
| (30) |
Priorität: |
16.06.1994 DE 4421145
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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26.03.1997 Patentblatt 1997/13 |
| (73) |
Patentinhaber: Ficht GmbH & Co. KG |
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85614 Kirchseeon (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- HEIMBERG, Wolfgang
D-85560 Ebersberg (DE)
- HELLMICH, Wolfram
D-81829 München (DE)
- KÖGL, Franz
D-87600 Kaufbeuren (DE)
- FICHT, Reinhold
D-85614 Kirchseeon (DE)
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| (74) |
Vertreter: Patentanwälte
Dr. Solf & Zapf |
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Candidplatz 15 81543 München 81543 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-92/14925 DE-A- 2 354 708 US-A- 4 391 580
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WO-A-93/18297 DE-A- 3 338 741
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner für wärmetechnische Anlagen nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ein solcher Brenner ist durch Dokument DE-A-2 354 708 bekannt.
[0002] Ölbrenner für wärmetechnische Anlagen umfassen herkömmlicherweise eine Brennkammer,
in die über eine Düse kontinuierlich Brennstoff zugeführt wird.
[0003] Bei Ölbrennern, insbesondere bei Großbrennern, treten Resonanzschwingungen auf, wobei
das Schwingungsverhalten in Ölbrennern durch den Brennraum und die Art der Luftzuführung
verursacht wird, die zusammen einen Resonanzkörper bilden.
[0004] Bei Gasbrennern, die in der Resonanzfrequenz betrieben werden, wie es beispielsweise
in WO 92/08928 beschrieben ist, sind die Ursachen für derartige Schwingungen bekannt,
und die dabei entstehenden Nachteile werden mit unterschiedlichen Mitteln bekämpft.
[0005] Aufgrund der Trägheit des Gases, das in einem Zuführrohr fließt, ergibt sich ein
Unterdruck in der Brennkammer nach einer Verbrennung, wodurch einerseits Gas und Luft
angesaugt werden und andererseits heiße Verbrennungsgase zurückfließen, die das nachfolgend
zuströmende Brennstoffgemisch entzünden. So ergibt sich ein zyklischer Prozeß, der
mit einer Frequenz pulsiert, die im wesentlichen von den Abmessungen der Brennkammer
und des Zuführrohrs bzw. der Zuführleitung und der Art des Gases abhängt.
[0006] Derartige gepulst betriebene Brenner können einen enormen Lärm verursachen, der etwa
zwischen 90 und 140 dB(A) liegt. Deshalb wurde in der WO 92/08928 ein System vorgesehen,
daß das Resonanzsystem aus Brennkammer und Brennstoffzuführleitung akustisch von dem
nachgeschalteten Wärmetauscher entkoppelt. Die bei diesen gepulsten Brennern auftretende
Resonanzfrequenz liegt etwa bei einigen 100 Hz und hängt von der Form und Größe der
durch die Brennkammer und den Zuführleitungen gebildeten Hohlräume ab.
[0007] Bei Gasbrennern versucht man auch das Auftreten von Resonanzschwingungen durch dämpfende
Hohlräume zu verhindern, die um die Gaszuführleitung angeordnet sind. Eine derartige
Anordnung ist beispielsweise aus der DE 33 24 805 A1 bekannt.
[0008] Bei einfachen kleinen Ölbrennern, die für das Betreiben von Heizanlagen kleiner Häuser
geeignet sind und im allgemeinen nicht gepulst betrieben werden sollen, können auftretende
Resonanzschwingungen nicht nur einen unangenehmen Lärm erzeugen, sondern auch zu einer
Zerstörung des Ölbrenners führen.
[0009] Ferner haben Ölbrenner gegenüber Gasbrennern bekanntermaßen schlechte Abgaswerte,
die zum einen durch die im Öl enthaltenen Bestandteilen und zum anderen durch eine
schlechtere Zerstäubung des zuweilen zähflüssigen Öls in der Brennkammer verursacht
werden, so daß es schwierig ist, eine vollständige stöchiometrische Verbrennung zu
erreichen. Auch tropfen die Ölzuführleitungen für die kontinuierliche Ölzufuhr nach,
was zu einer schlechten Verbrennung in Hinsicht auf die Abgaswerte führt.
[0010] Für Brennkraftmaschinen sind seit langem eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von
Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen bekannt. Diese Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen
sind in der Regel als Pumpe-Düse-System ausgebildet. Als Pumpen werden elektromagnetisch
betriebene Pumpen verwendet, bei denen der Hubkolben der Pumpe durch einen von einem
Elektromagneten angetriebenen Anker beaufschlagt wird. Es sind auch diverse Pumpen
mit piezoelektrischen Stellgliedern bekannt.
[0011] In der DE-OS 23 07 435 ist eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
beschrieben, bei der der Pumpenarbeitsraum durch eine elektrisch angetriebene Hubkolbenpumpe
mit dem Druckraum mindestens eines hydraulisch betätigbaren federbelasteten Einspritzventils
verbunden und über ein Zulaufventil an eine Druckquelle angeschlossen ist. Der Pumpenkolben
verläuft zu Beginn des Pumpvorgangs in einem gewissen Leerhub, wodurch die Masse des
Pumpenkolbens vor dem eigentlichen Pumpenhub beschleunigt wird und die gespeicherte
kinetische Energie zur Druckerhöhung im Pumpenarbeitsraum verwendet wird. Hierfür
sieht die Einspritzvorrichtung als Pumpenkolben einen Weicheisenanker vor, der durch
einen Linearmotor über eine relativ lange Strecke angetrieben wird.
[0012] Derartige mit dem Energiespeicher-Prinzip arbeitende Einspritzvorrichtungen sind
in der Folge weiterentwickelt worden. Entsprechende Einspritzvorrichtungen sind aus
der DD-PS 120 514 und der DD-PS 213 472 bekannt. Diese nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip
arbeitenden Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen beschleunigen den Anker des Elektromagneten
und damit die Kraftstoff-Flüssigkeitssäule über eine längere Strecke, bevor der Druck
aufgebaut wird, der zum Abspritzen des Kraftstoffes über die Düse erforderlich ist.
Diese Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen haben den Vorteil, daß sie mit geringer Antriebsenergie
auskommen und aufgrund kleiner bewegter Massen eine hohe Arbeitsfrequenz erreichen.
Zusätzlich erzielen sie hohe Drücke.
[0013] Gemäß der DD-PS 120 514 ist der vom Förderkolben durchsetzte Kraftstofförderer in
einem ersten Abschnitt mit axial angeordneten Nuten versehen, durch welche der Kraftstoff
abzufließen vermag, ohne daß es zu einem wesentlichen Druckaufbau kommt, der im darauffolgenden
zweiten Abschnitt des Förderers zustandekommt, der keine Fluid-Abflußnuten aufweist.
Der Förderkolben wird daher durch den inkompressiblen Kraftstoff abgebremst, wodurch
im Kraftstoff ein Druck aufgebaut wird, durch den der Widerstand des Einspritzventils
überwunden wird, so daß es zum Einspritzen von Kraftstoff kommt. Nachteilig hierbei
ist es, daß beim Eintauchen des Förderkolbens in den geschlossenen Abschnitt des Förderzylinders
aufgrund ungünstiger Spaltbedingungen, nämlich einer großen Spaltbreite und einer
kleinen Spaltlänge, große Druckverluste auftreten, die den notwendigen Druckaufbau
für das Abspritzen ungünstig beeinflussen. Gemäß der DD-PS 213 472 ist es deshalb
vorgeschlagen worden, an dem Förderzylinder einen Schlagkörper anzuordnen, so daß
der Druckverlust trotz relativ großer Spaltbreiten vertretbar klein gehalten wird.
Nachteilig ist hierbei jedoch, daß es durch den Schlagvorgang zu einem Verschleiß
der aufeinandertreffenden Körper kommt. Weiterhin wird der Schlagkörper durch den
Schlag zu Longitudinalschwingungen angeregt, die sich auf den Kraftstoff übertragen
und dort als hochfrequente Druckschwingungen den Einspritzvorgang ungünstig beeinflussen.
[0014] Aus der WO 93/18297 geht eine weitere Kraftstoff-Einspritzvorrichtung hervor, die
nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitet, wobei ein in einem Pumpenzylinder
einer mit einem Elektromagneten angetriebenen Hubkolbenpumpe geführtes Hubkolbenelement
Teilmengen des abzuspritzenden Kraftstoffes während einer nahezu widerstandslosen
Beschleunigungsphase, während der das Hubkolbenelement kinetische Energie speichert,
vor dem Abspritzen im Pumpenbereich verdrängt und die Verdrängung plötzlich mit die
Verdrängung unterbrechenden Mitteln gestoppt wird, so daß ein Druckstoß im in einem
abgeschlossenen Druckraum befindlichen Kraftstoff erzeugt wird, indem die gespeicherte
kinetische Energie des Hubkolbenelements direkt auf den im Druckraum befindlichen
Kraftstoff übertragen wird. Der Druckstoß wird zum Abspritzen von Kraftstoff durch
eine Einspritzdüseneinrichtung verwendet, wobei die die Verdrängung unterbrechenden,
den Druckstoß erzeugenden Mittel außerhalb des führenden, flüssigkeitsdichten Kontaktbereichs
zwischen Hubkolbenelement und Hubkolbenzylinder der Hubkolbenpumpe angeordnet sind,
wodurch eine Steuerbarkeit mit hoher Frequenz und hervorragender Genauigkeit der abgegebenen
Kraftstoffmenge erreicht wird. Insbesondere können auch kleine Kraftstoffmengen exakt
dosiert abgegeben werden. Eine weitere Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen,
die nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitet, ist aus der WO 92/14925 bekannt. Der
Aufbau einer derartigen herkömmlichen Einspritzvorrichtung wird nachfolgend anhand
der Fig. 23 näher beschrieben. Aus einem Kraftstoffbehälter 601 wird mittels einer
Kraftstoffpumpe 602 mit einem Druck von etwa 3 bis 10 bar Kraftstoff in eine Rohrleitung
605 eingespeist, in welcher ein Druckregler 603 und eine Dämpfungseinrichtung 604
angeordnet sind. Am Ende der Leitung 605 ist ein beispielsweise elektromagnetisch
betätigtes Absperrventil 606 vorgesehen, über welches im geöffneten Zustand von der
Pumpe 602 beschleunigter Kraftstoff in den Vorratsbehälter 601 zurückgeführt wird.
Durch schlagartiges Schließen des Absperrventils 606 wird die kinetische Energie des
in der Leitung 605 sowie in der Leitung 607 strömenden Kraftstoffes in Druckenergie
umgewandelt. Die Größe des dabei entstehenden Druckstoßes beträgt etwa 20 bis 80 bar,
also etwa das Zehnfache des durch die Pumpe 602 erzeugten Strömungsdruckes in der
Leitung 605, die auch Schwungleitung genannt wird. Der so am Absperrventil 606 entstehende
Druckstoß wird zum Abspritzen des auf diese Weise beschleunigten Kraftstoffs über
eine Einspritzdüse 610 genutzt, die über eine Druckleitung 609 an das Ventil 606 und
damit an die Leitung 605 angeschlossen ist.
[0015] Durch die Verwendung eines elektromagnetisch betätigbaren Absperrventils ist diese
bekannte Einspritzvorrichtung elektronisch steuerbar, und zwar mittels einer an das
Ventil 606 angeschlossenen elektronischen Steuereinheit 608.
[0016] Bei diesem grundsätzlichen Aufbau der Einspritzvorrichtung, die mit einer im Kraftstoff
gespeicherten Energie arbeitet, ist es nachteilig, daß eine Vordruckversorgung erforderlich
ist, welche die für die Beschleunigung der Kraftstoff-Flüssigkeitssäule in der Schwungleitung
notwendige Energie bereitstellt, und welche kontinuierlich arbeitet. Diese kontinuierlich
arbeitende Vordruckversorgung macht einen entsprechenden Aufwand zur Bildung der Konstanthaltung
notwendig. Zu diesem Zweck wird die von der Pumpe 602 zuviel geförderte Kraftstoffmenge
über das Druckregelventil 603 abgesteuert, das über eine Rücklaufleitung mit dem Vorratsbehälter
601 in Verbindung steht. Diese Druckabsteuerung führt zu einem Energieverlust, und
damit neben einer Erhöhung der Kraftstofftemperatur zu Druckänderungen am Einspritzventil
606, wodurch die Genauigkeit der Einspritzung beeinträchtigt wird. Darüber hinaus
benötigt das Druckregelventil 603 stets eine Mindestabregelmenge, um stabil arbeiten
zu können, wodurch ein weiterer Energieverlust auftritt. Da der Mengenstrombedarf
an der Einspritzdüse 10 von der Motordrehzahl abhängt, sowie von der jeweils abzuspritzenden
Menge, muß die Druckversorgungseinheit bereits im Leerlauf den Mengenstrom für den
Vollastbetrieb fördern, wodurch relativ große Kraftstoffmengen bei entsprechendem
Energieverlust für das Gesamtsystem über das Druckregelventil 603 abgesteuert werden
müssen.
[0017] Deshalb ist in der WO 92/14925 vorgeschlagen, den für die Einspritzung erforderlichen
Kraftstoff-Volumenstrom für jeden Einspritzvorgang nur solange bereitzustellen, wie
dies in Abhängigkeit von den Motorbetriebsbedingungen zeit- und mengenbedarfsgerecht
erforderlich ist. Durch die Verwendung einer intermittierend betriebenen Kraftstoff-Beschleunigungspumpe
entfällt die kontinuierliche Vordruckversorgung, was der Energiebilanz der Einspritzvorrichtung
zugutekommt. Optimiert wird die Ausnutzung der Energie ferner durch die Verwendung
einer gemeinsamen Steuereinrichtung für die Beschleunigungspumpe und die elektrisch
betätigbare Verzögerungseinrichtung, beispielsweise in Gestalt eines elektromagnetisch
betätigbaren Absperrventils.
[0018] Bevorzugt wird als intermittierend arbeitende Kraftstoff-Beschleunigungspumpe eine
elektromagnetisch betätigte Kolbenpumpe eingesetzt. Es kann jedoch auch eine Membranpumpe
zur Kraftstoffbeschleunigung innerhalb der Druckstoßeinrichtung vorgesehen werden.
Anstelle eines elektromagnetischen Pumpenantriebs kann auch ein elektrodynamischer,
ein mechanischer oder ein Antriebmittel-Piezoelement vorgesehen sein.
[0019] Durch die gemeinsame Ansteuerung von Pumpe und Verzögerungseinrichtung können nicht
nur die Pumpen- und Verzögerungseinrichtungszeit optimal aneinander angepaßt werden.
Vielmehr erlaubt diese gemeinsame Steuerung auch die Einspritzfrequenz und die Einspritzmenge
frei zu wählen. Dies gilt insbesondere, wenn eine nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip
arbeitende Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verwendet wird.
[0020] Es kann somit zusammengefaßt werden, daß es einerseits im Stand der Technik kontinuierlich
betriebene Ölbrenner gibt, die gewisse Nachteile haben, insbesondere bei Druckschwingungen
aufgrund von Resonanzen und deren Abgaswerte nicht immer den gewünschten Anforderungen
entsprechen und andererseits für Brennkraftmaschinen seit langem eine Vielzahl unterschiedlichster
Einspritzvorrichtungen bekannt sind, die vor allem zum Steuern kleiner Kraftstoffmengen
ausgelegt sind.
[0021] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner für eine wärmetechnische
Anlage zu schaffen, mit dem es möglich ist, Druckschwingungen sicher zu vermeiden
und hervorragende Abgaswerte zu erreichen.
[0022] Die Aufgabe wird durch einen Ölbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0023] Durch das Vorsehen eines Ölbrenners mit einer Einspritzvorrichtung, die nach dem
Energiespeicher-Prinzip arbeitet, bestehend aus einer Pumpe und einer Düse bzw. einem
Ventil, die eine definierte Brennstoffmenge schlagartig in die Brennkammern einspritzt,
können die bei herkömmlichen Ölbrennern auftretenden Druckschwingungen im Resonanzbereich
durch eine exakte Steuerung der Frequenz verhindert werden. Dies wird vor allem durch
das Energiespeicher-Prinzip erreicht, das die Abgabe sehr kurzer Pulse mit hoher Frequenz
und unter hohem Druck erlaubt. Durch den hohen Druck wird zudem eine sehr gute Zerstäubung
des Brennstoffs in der Brennkammer und eine sehr genaue Dosierung erreicht, wodurch
die Schadstoffwerte gering gehalten werden.
[0024] Vorzugsweise wird die durch den Einspritzvorgang erzwungene Frequenz so gewählt,
daß der Frequenzabstand von der Resonanzfrequenz der Brennkammer möglichst groß ist.
[0025] Durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung ist es erstmals möglich,
mit einer bisher noch nicht gekannten Genauigkeit die der Brennkammer zugeführte Ölmenge
zu steuern bzw. zu regeln, wodurch eine exakte Einstellung des Öl/Luft-Verhältnisses
möglich ist, so daß ein stöchiometrisches Verbrennungsverhältnis oder eines mit Luftüberschuß
erzielt werden kann, um die Schadstoffe im Abgas gering zu halten.
[0026] Mit dem erfindungsgemäßen Brenner wird auch ein großer Regelbereich in bezug auf
die zugeführte Ölmenge erreicht, so daß sowohl sehr kleine Ölmengen mit großer Präzision
als auch große Ölmengen der Brennkammer zugeführt werden können. Dies gilt insbesondere,
wenn neben der veränderlichen Frequenz auch die pro Einspritzvorgang definierte Brennstoffmenge
verändert werden kann. Der große Regelbereich erlaubt auf sehr einfache Weise die
Umgehung der kritischen Brennerzustände.
[0027] Der Erfolg der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht auf der Tatsache, daß die auftretenden
Schwingungen und Schadstoffe nicht durch kompensierende Einrichtungen, wie zum Beispiel
eine Schwingungsentkopplung, bekämpft werden, sondern direkt am Ort der Entstehung
durch das Steuern bzw. Regeln der Flamme selbst verhindert werden. Somit sind für
die bei der Verbrennung auftretenden Probleme nicht mehrere Lösungsansätze notwendig,
die jeweils an einer anderen Stelle des Ölbrenners angreifen, sondern können alleine
durch die Einspritzvorrichtung gelöst werden.
[0028] Die schlagartige Zufuhr des Öls durch die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung ermöglicht
Einspritzpulse von unter 10 ms bis in die Größenordnung von 1 ms, so daß sie geeignet
sind, den üblichen Resonanzschwingungen von einigen 100 Hz entgegenzuwirken.
[0029] Das schnelle Ansprechverhalten der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung verhindert
auch zuverlässig ein Überschwingen bei der Steuerung der Ölzufuhr, das bei herkömmlichen
Ölbrennern nicht vermieden werden konnte und zu erhöhten Abgaswerten führt. Ferner
kann der erfindungsgemäße Ölbrenner durch sein schnelles Ansprechverhalten in einem
geschlossenen Regelkreis betrieben werden, der mit einem Gassensor im Kamin oder im
Brennraum die entstehenden Gase mißt und auf vorbestimmte möglichst schadstoffarme
Werte mit hohen Wärmewirkungsgrad regelt. Derartige Gassensoren können beispielsweise
auf Sauerstoff oder Kohlenmonoxyd empfindlich sein.
[0030] Die Einspritzvorrichtung umfaßt vorzugsweise eine durch einen Elektromagneten angetriebene
Pumpe, um die bei Ölbrennern, insbesondere Großbrennern, notwendigen Pumpleistungen
von einigen kg/h bis zu 900 kg/h bewältigen zu können. Derartige von einem Elektromagneten
angetriebene Pumpen, die nach dem Festkörper-Energie-Speicherprinzip arbeiten, umfassen
eine mit einem Elektromagneten angetriebene Kolbenpumpe mit einem in einem Pumpenzylinder
geführten Hubkolbenelement, das Teilmengen des abzuspritzenden Brennstoffes während
einer nahezu widerstandslosen Beschleunigungsphase, während der das Hubkolbenelement
kinetische Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich verdrängt und die
Verdrängung plötzlich mit der Verdrängung unterbrechenden Mitteln gestoppt wird, so
daß ein Druckstoß im in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Brennstoff erzeugt
wird, in dem die gespeicherte kinetische Energie des Hubkolbenelementes direkt auf
den im Druckraum befindlichen Brennstoff übertragen wird. Der Druckstoß wird dabei
zum Abspritzen von Brennstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung verwendet.
[0031] Besondes vorteilhaft sind die nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitenden
Brennstoff-Einspritzvorrichtungen, wenn die den Druckstoß erzeugenden Mittel außerhalb
des führenden flüssigkeitsdichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement und Hubkolbenzylinder
der Hubkolbenpumpe angeordnet sind, so daß auf einfache Art und Weise ein praktisch
verschleißfrei arbeitendes Einspritzventil erhalten wird, das mit sehr kurzen Einspritzpulsen
größere Mengen an Brennstoff in die Brennkammer einspritzen kann.
[0032] Derart einfach aufgebaute Einspritzpumpen, die nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip
arbeiten und wenige bewegliche Teilen haben, sind bei Ölbrennern bevorzugt zu verwenden,
da sie eine hohe Lebensdauer haben, was bei einem lange andauernden Betrieb eines
Ölbrenners sehr wichtig ist.
[0033] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der
Beschreibung hervor.
[0034] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 bis 19
- schematisch im Längsschnitt verschiedene Ausführungsformen von Einspritzvorrichtungen,
die beim erfindungsgemäßen Ölbrenner verwendet werden.
- Fig. 20
- eine Einspritzvorrichtung mit zwei Pumpen und einer Düse,
- Fig. 21
- eine Einspritzvorrichtung, die aus mehreren Pumpen und Düsen besteht, die in einen
einzigen Düsenstock münden,
- Fig. 22
- den Düsenstock aus der Sicht des Brennkammerinnenraums und
- Fig. 23
- eine schematische Darstellung einer Einspritzvorrichtung nach dem Energiespeicher-Prinzip,
die die in der Flüssigkeit gespeicherte Energie ausnützt.
[0035] Die erfindungsgemäßen Ölbrenner sind mit einer nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitenden
Einspritzvorrichtung versehen, die eine definierte Ölmenge schlagartig in die Brennkammer
einspritzt.
[0036] Die nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitenden Einspritzvorrichtungen lassen sich
in zwei Untergruppen aufteilen, den Einspritzvorrichtungen, die die im beschleunigten
Brennstoff gespeicherte Energie ausnützen, und denen, die nach Festkörper-Energiespeicher-Prinzip
arbeiten. Bei der letzteren Art der Einspritzvorrichtungen ist ein anfänglicher Teilhub
des Förderelements der Einspritzpumpe vorgesehen, bei dem die Verdrängung des Brennstoffes
keinen Druckaufbau zur Folge hat, wobei der der Energiespeicherung dienende Förderelementteilhub
vorteilhafterweise durch ein Speichervolumen z.B. in Form eines Leervolumens und ein
Anschlagelement bestimmt wird, die, wie nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele
näher ausgeführt ist, unterschiedlich gestaltet sein können, beispielsweise in Form
einer federbelasteten Membran oder eines federbelasteten Kolbenelements, gegen die
Brennstoff gefördert wird und die auf einem Hubweg "X" des Förderelements die Verdrängung
von Brennstoff zulassen; erst dann, wenn das federbelastete Element während der Verdrängung
an einen z.B. festen Anschlag stößt, wird ein schlagartiger Druckaufbau im Brennstoff
erzeugt, so daß eine Verdrängung des Brennstoffes in Richtung Einspritzdüse bewirkt
wird.
[0037] Die folgenden anhand der Zeichnungen genau beschriebenen Brennstoff-Einspritzvorrichtungen
sind aus der WO 93/18297 bekannt, wobei aber deren Aufbau aus den oben genannten Gründen
besonders für die Verwendung in einem Ölbrenner geeignet ist.
[0038] Die Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 weist eine elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe
1 auf, die über eine Förderleitung 2 an eine Einspritzdüseneinrichtung 3 angeschlossen
ist.
[0039] Von der Förderleitung 2 zweigt eine Ansaugleitung 4 ab, die mit einem Brennstoff-Vorratsbehälter
5 (Tank) in Verbindung steht. Zudem ist an die Förderleitung 2 etwa im Bereich des
Anschlusses der Ansaugleitung 4 ein Volumenspeicherelement 6 über eine Leitung 7 angeschlossen.
[0040] Die Pumpe 1 ist als Kolbenpumpe ausgebildet und hat ein Gehäuse 8, in dem eine Magnetspule
9 lagert, einen im Bereich des Spulendurchgangs angeordneten Anker 10, der als zylindrischer
Körper, beispielsweise als Vollkörper ausgebildet und in einer Gehäusebohrung 11 geführt
ist, die sich im Bereich der Zentrallängsachse der Ringspule 9 befindet, und mittels
einer Druckfeder 12 in eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in welcher er am Boden
11a der Gehäusebohrung 11 anliegt. Abgestützt ist die Druckfeder 12 an der einspritzdüsenseitigen
Stirnfläche des Ankers 10 und einer dieser Stirnfläche gegenüberliegenden Ringstufe
13 der Gehäusebohrung 11. Die Feder 12 umfaßt mit Spiel einen Förderkolben 14, der
mit dem Anker 10 an der von der Feder 12 beaufschlagten Ankerstirnfläche fest, z.B.
einstückig, verbunden ist. Der Förderkolben 14 taucht relativ tief in einen zylindrischen
Brennstofförderraum 15 ein, der koaxial in axialer Verlängerung der Gehäusebohrung
11 im Pumpengehäuse 8 ausgebildet ist und in Übertragungsverbindung mit der Druckleitung
2 steht. Aufgrund der Eintauchtiefe können Druckverluste während des schlagartigen
Druckanstiegs vermieden werden, wobei die Fertigungstoleranzen zwischen Kolben 14
und Zylinder 15 sogar relativ groß sein können, z.B. lediglich im Hundertstel Millimeterbereich
zu liegen brauchen, so daß der Herstellungsaufwand gering ist.
[0041] In der Ansaugleitung 4 ist ein Rückschlagventil 16 angeordnet. Im Gehäuse 17 des
Ventils 16 ist als Ventilelement beispielsweise eine Kugel 18 angeordnet, die in ihrer
Ruhestellung durch eine Feder 19 gegen ihren Ventilsitz 20 am vorratsbehälterseitigen
Ende des Ventilgehäuses 17 gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist die Feder 19 einerseits
abgestützt an der Kugel 18 und andererseits an der dem Ventilsitz 20 gegenüberliegenden
Wandung des Gehäuses 17 im Bereich der Mündung 21 der Ansaugleitung 4.
[0042] Das Speicherelement 6 weist ein z.B. zweiteilig ausgebildetes Gehäuse 22 auf, in
dessen Hohlraum als zu verdrängendes Organ eine Membran 23 gespannt ist, die von dem
Hohlraum einen druckleitungsseitigen, mit Brennstoff gefüllten Raum abtrennt, und
die im entspannten Zustand den Hohlraum in zwei Häften teilt, die durch die Membran
gegeneinander abgedichtet sind. An der der Leitung 7 abgewandten Seite der Membran
23 greift in einem Leerraum, dem Speichervolumen, eine diese beaufschlagende Federkraft
z.B. eine Feder 24 an, die als Rückstellfeder für die Membran 23 eingerichtet ist.
Die Feder 24 ist mit ihrem der Membran gegenüberliegenden Ende an einer Innenwandung
des zylindrisch erweiterten leeren Hohlraums gelagert. Der leere Hohlraum des Gehäuses
22 ist durch eine gewölbeförmige Wandung begrenzt, die eine Anschlagfläche 22a für
die Membran 23 ausbildet.
[0043] Die Spule 9 der Pumpe 1 ist an eine Steuereinrichtung 26 angeschlossen, die als elektronische
Steuerung für die Einspritzvorrichtung dient.
[0044] Im stromlosen Zustand der Spule 9 befindet sich der Anker 10 der Pumpe 1 durch die
Vorspannung der Feder 12 am Boden 11a. Das Brennstoffzulaufventil 16 ist dabei geschlossen
und die Speichermembran 23 wird durch die Feder 24 in ihrer von der Anschlagfläche
22a abgerückten Stellung im Gehäusehohlraum gehalten.
[0045] Bei Ansteuerung der Spule 9 über die Steuereinrichtung 26 wird der Anker 10 mit Kolben
14 gegen die Kraft der Feder 12 in Richtung Einspritzventil 3 bewegt. Dabei verdrängt
der mit dem Anker 10 in Verbindung stehende Förderkolben 14 aus dem Förderzylinder
15 Brennstoff in den Raum des Speicherelements 6. Die Federkräfte der Federn 12, 24
sind relativ weich ausgebildet, so daß durch den Förderkolben 14 verdrängter Brennstoff
während des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 nahezu ohne Widerstand die Speichermembran
23 in den Leerraum drückt. Dadurch kann der Anker 10 zunächst fast widerstands frei
beschleunigt werden bis das Speichervolumen bzw. Leerraumvolumen des Speicherelements
6 durch Auftreffen der Membran 23 auf die Gewölbewandung 22a erschöpft ist. Die Verdrängung
des Brennstoffs wird dadurch plötzlich gestoppt und der Brennstoff infolge der bereits
hohen kinetischen Energie des Förderkolbens 14 schlagartig verdichtet. Die kinetische
Energie des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wirkt auf die Flüssigkeit ein. Dabei entsteht
ein Druckstoß, der durch die Druckleitung 2 zur Düse 3 wandert und dort zum Abspritzen
von Brennstoff führt.
[0046] Für das Förderende wird die Spule 9 stromlos geschaltet. Der Anker 10 wird durch
die Feder 12 zum Boden lla zurückbewegt. Dabei wird die in der Speichereinrichtung
6 gespeicherte Flüssigkeitsmenge über die Leitungen 7 und 2 in den Förderzylinder
15 zurückgesaugt und die Membran 23 infolge der Wirkung der Feder 24 in ihre Ausgangsstellung
zurückgedrückt. Gleichzeitig öffnet das Brennstoffzulaufventil 16, so daß Brennstoff
aus dem Tank 5 nachgesaugt wird.
[0047] Zweckmäßigerweise ist in der Druckleitung 2 zwischen dem Einspritzventil 3 und den
Abzweigungen 4, 7 ein Ventil 16a angeordnet, das in dem einspritzventilseitigen Raum
einen Standdruck aufrecht erhält, der z.B. höher ist als der Dampfdruck der Flüssigkeit
bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbildung verhindert wird. Das Standdruckventil
kann z.B. wie das Ventil 16 ausgebildet sein.
[0048] Als Verdrängungorgan für das Speicherelement 6 kann anstelle der Membran 23 auch
ein Speicherkolben 31 verwendet werden. Der Anschlag, der in diesem Fall das Speichern
plötzlich stoppt, kann erfindungsgemäß verstellbar ausgebildet sein, so daß die Weglänge
des Beschleunigungshubes von Anker 10 und Förderkolben 14 verändert werden kann. Diese
Verstellung wird beispielsweise manuell durch ein Einstellelement ausgeführt, das
über einen Seilzug 40 den Verstellweg auf einen Verdrängungskolben 31 überträgt. Alternativ
kann die Verstellung zweckmäßigerweise durch die Steuereinrichtung 26, beispielsweise
mittels eines Stellmagneten gesteuert werden. Fig. 2 zeigt z.B. ein Ausführungsbeispiel
des Speicherelements 6 mit einem durch einen Seilzug 40 verstellbaren Verdrängungkolben
31.
[0049] Das Speicherelement 6 gemäß Fig. 2 hat ein zylindrisches Gehäuse 30, das integral
mit der Druckleitung 2 ausgebildet sein kann. Als zu verdrängendes Organ dient ein
Speicherkolben 31, der mit einem engen Paßsitz an der Innenwandung des Zylindergehäuses
30 geführt ist, so daß keine nennenswerte Leckage auftreten kann, wobei im Zylinder
30 ein Leervolumen 33c vorgesehen ist, in das der Kolben 31 verdrängt werden kann.
Vorhandene Leckageflüssigkeit kann durch eine Ablaufbohrung 32 aus dem Leervolumenraum
33c entweichen und wird dem Brennstoffbehälter 5 (s. Fig. 1) zugeführt. Die Ablaufbohrung
32 ist in der Zylinderwandung des Gehäuses 30 im Bereich des Gehäusedeckels 33 ausgebildet,
die der Gehäusewand 33a gegenüberliegt, die integral ausgebildet ist mit einem Wandungsabschnitt
der Druckleitung 2. Die Ablaufbohrung 32 verläuft etwa radial zur Mittenlängsachse
33b des zylindrischen Gehäuses 30.
[0050] Zwischen der Innenseite des Gehäusedeckels 33 und der dieser Wand gegenüberliegenden
Stirnfläche des Kolbens 31 ist eine Druckfeder 34 eingespannt, die den Kolben 31 in
seine Ruhestellung gegen die gegenüberliegende Gehäuseendwand 33a drückt, in welcher
eine Bohrung 35 ausgebildet ist, die in der Mittenlängsachse 33b des Gehäuses 30 liegt
und in die Druckleitung 2 mündet.
[0051] Der Gehäusedeckel 33 des Gehäuses 30 ist in axialer Richtung rohrförmig verlängert,
und im Durchgang des Verlängerungsrohres 36 ist kolbenartig ein Anschlagbolzen 37
gleitend geführt, der am im Raum 33c befindlichen Ende einen Ring 38 aufweist. Gegen
die Unterseite des Rings 38 stößt der Kolben 31, wenn er aus seiner Ruhestellung in
Richtung auf den Gehäusedeckel 33 bewegt wird. Dieses Anschlagelement 37 ist mittels
einer Feder 39 vorgespannt gelagert. Zu diesem Zweck stützt sich die Feder 39 einerseits
an der Innenseite des Deckels 33 und andererseits an der Ringstufe des Ringes 38 des
Bolzens 37 ab. Am außerhalb des Zylinders 30 angeordneten Teil des Bolzens 37 ist
der Seilzug 40 befestigt. Über den Seilzug 40 ist der Anschlagbolzen 37 in Richtung
der Mittenlängsachse 33b des Gehäuses 30 verstellbar, so daß auch der mögliche Hubweg
des Kolbens 31 der Stellung des Anschlagringes 38 entsprechend variiert werden kann.
Der Anschlagbolzen 37 kann je nach erforderlichem Beschleunigungshub des Ankers 10
der Pumpe 1 (Fig. 1) verstellt werden.
[0052] Die Funktionsweise des Speicherelements 6 gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen
derjenigen des Speicherelements 6 nach Fig. 1. Bei einem ersten Teilhub des Förderkolbens
14 und des Ankers 10 (Fig. 1) wird der Speicherkolben 31 des Speicherelements 6 durch
verdrängten Brennstoff aus seiner in Fig. 2 gezeigten Ruhestellung gedrückt, wobei
die Rückstellfeder 34 relativ weich ausgebildet ist, so daß der durch den am Anker
10 sitzenden Förderkolben 14 bewegte Brennstoff fast ohne Widerstand des Speicherkolbens
31 verdrängt werden kann. Dadurch wird der Anker 10 mit Förderkolben 14 auf einem
Teil des Hubes nahezu widerstandsfrei, d.h. im wesentlichen nur gegen die Federkraft
der Federn 12, 34 beschleunigt, bis der Speicherkolben 31 mit seiner federbeauschlagten
Stirnfläche gegen den Anschlagring 38 stößt, wodurch der im Förderzylinder 15 und
in der Druckleitung 2 befindliche Brennstoff schlagartig infolge der hohen kinetischen
Energie des Ankers 10 und Förderkolbens 14 verdichtet und diese kinetische Energie
an die Flüssigkeit übertragen wird. Der daraus resultierende Druckstoß führt dann
zum Abspritzen von Brennstoff über die Düse 3.
[0053] Der verstellbare Anschlagbolzen 37 eignet sich auch zur ausschließlichen Steuerung
der einzuspritzenden Brennstoffmenge.
[0054] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
das Brennstoffzulaufventil (Ventil 16 in Fig. 1) so auszubilden, daß es zusätzlich
als Speicherelement wirkt (entsprechend Speicherelement 6 in Fig. 1 und 2), so daß
Brennstoff beim ersten Teilhub des Förderkolbens fast widerstands frei aus dem Förderzylinder
15 und der Druckleitung 2 in ein Speichervolumen abgeleitet wird, wobei dieses Speicherelement
auch die Wegstrecke des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 bestimmt. Fig. 3 zeigt
eine erste Ausführungsform eines derart ausgebildeten Brennstoffzulaufventils, das
auch die Funktion eines Speicherelements zur Festlegung des ersten Teilhubes des Förderkolbens
gewährleistet. Ein Vorteil dieser raumsparenden Variante der Erfindung besteht darin,
daß anstelle von zwei Bauteilen gemäß Fig. 1 und 2, nämlich einem Brennstoffzulaufventil
und einem separaten Speicherelement, lediglich ein einziges Bauteil vorhanden ist.
[0055] Das Ventil 50 umfaßt ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 51, das
im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit der Druckleitung 2 ausgebildet
ist. In dem Gehäuse 51 ist eine durchgehende Bohrung 52 eingebracht, die einen druckleitungsseitigen
Abschnitt 53, der über eine Öffnung 53a in die Druckleitung 2 mündet, und einen ansaugseitigen
Abschnitt 53b, der an die Zulaufleitung zum Brennstoffbehälter 5 (Fig. 1) angeschlossen
ist, aufweist. Zwischen den beiden koaxialen Bohrungen 53 und 53b im Gehäuse 51 ist
ein radial erweiterter Ventilraum 54 ausgebildet, der ein Absperrventilelement 55
aufnimmt. Das Ventilelement 55 besteht aus einer Kreisscheibe 56 großen Durchmessers
und einer Kreisscheibe 57 kleinen Durchmessers, wobei beide Kreisscheiben einstückig
ausgebildet sind und wobei die Kreisscheibe 57 kleineren Druchmessers auf der Seite
des Bohrungsabschnitts 53 angeordnet ist. Eine Ventilkörperrückstellfeder 58 drückt
das Ventilelement 55 im Ruhezustand gegen die druckleitungsseitige Stirnringfläche
59 des Ventilraums 54, wobei sich die Feder 58 einerseits an der Scheibe 56 des Ventilelements
55 und andererseits am Boden einer Ringstufe 60 abstützt, die zentral in der der Stirnfläche
59 des Ventilraums 54 gegenüberliegenden Stirnfläche 61 angeordnet ist. Die Scheibe
56 kann somit dichtend zur Anlage an die Stirnfläche 61 des Ventilraums 54 gelangen.
[0056] Der Bohrungsabschnitt 53 der Mittenlängsbohrung 52 steht in Verbindung mit dem Ventilraum
54 über in der Gehäusewandung 51 angeordnete Rinnen bzw. Nuten 62, die in Richtung
Ventilraum 54 sich trichterförmig erweiternd ausgebildet sein können (s. Fig.-3).
[0057] In der in der Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung liegt das Ventilelement 55 durch
die Wirkung der Feder 58 mit der Scheibe 57 an der Stirnfläche 59 des Ventilraums
54 an. In dieser Stellung steht der vorratstankseitige Bohrungsabschnitt 53b über
den Ventilraum 54 und die Rinnen 62 sowie den Bohrungsabschnitt 53 in Strömungsverbindung
mit der Druckleitung 2 und dem Förderzylinder 15, wobei die symbolisch dargestellte
Brennstoffbehältereinrichtung 5 ein Leerraumvolumen bzw. Speichervolumen, in das Brennstoff
verdrängt werden kann, zur Verfügung stellt. Wird der Förderkolben 14 infolge Erregung
der Spule in Richtung der Einspritzdüse (Pfeil 3a) beschleunigt, kann der verdrängte
Brennstoff fast widerstandsfrei durch den Bohrungsabschnitt 53, die Rinnen bzw. Nuten
62, den Ventilraum 54 und die Zulaufbohrung 53b in den Brennstoffvorratsbehälter 5
strömen. Die Strömungsverhältnisse des Ventils 50 sind dabei so gestaltet, daß bei
Erreichen einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffes die Strömungskräfte
an dem vom Brennstoff umspülten Ventilelement 55 größer werden als die Vorspannkraft
der Feder 58, so daß es zur Bohrung 53b gedrückt wird. Dabei verschließt das Ventilelement
55 mit der Scheibe 56 den Zulaufquerschnitt der Bohrung 53b bzw. die Ausnehmung der
Ringstufe 60, was eine schlagartige Übertragung der kinetischen Energie des Ankers
10 mit Kolben 14 auf den Brennstoff im Förderzylinder 15 und in der Druckleitung 2
zur Folge hat, so daß Brennstoff über die Düse 3 (s. Fig. 1) abgespritzt wird. Bei
dieser Version der Ventileinrichtung 50 ist der Energiespeicherweg des Ankers 10 mit
Kolben 14 durch die Erregung der Spule steuerbar. Das Ventilelement 55 hebt durch
den Druck der Feder 58 von der Mündung der Zulaufleitung 53b wieder ab, wenn der Kolben
14 bzw. der Anker 10 zurückfährt, so daß Brennstoff aus dem Tank 5 nachgesaugt werden
kann.
[0058] Fig. 4 zeigt eine Variante des vorstehend anhand von Fig. 3 beschriebenen Bauelements,
das die Funktion sowohl der Brennstoffzuführung als auch der Steuerung der Brennstoffabspritzung
übernimmt, wobei zusätzlich der der Energiespeicherung dienende Teilhub des Förderkolbens
auch über das Bauelement steuerbar ist. Zu diesem Zweck wird ein elektrisch steuerbares
Ventil 70 verwendet.
[0059] Am Anfang der Druckleitung 2, in unmittelbarer Nähe zum Druckbzw. Förderraum 15 der
Pumpe 1 weist die Druckleitung 2 eine Öffnung 71 auf, an die die Brennstoffzuführleitung
4 angeschlossen ist, in die das elektrisch steuerbare Ventil 70 eingesetzt ist. Das
Ventil 70 weist in einem Ventilgehäuse 77 eine federbelastete Ventilplatte 72 auf,
die mit einem Anker 73 fest verbunden ist. Der Anker 73 hat eine Mittelachsbohrung
74 und mindestens eine quer dazu angeordnete Bohrung 75 im Bereich der Ventilplatte
72. In der Ruhestellung ist das Ventil 70 geöffnet, indem der Anker 73 durch eine
gegen die Platte 72 drückende Feder 76 in eine druckleitungsseitige Endlage gedrückt
wird, in der der Brennstoff des nicht dargestellten Vorratsbehälters über die Bohrungen
75 und 74 und die Druckleitungsöffnung 71 mit dem Brennstoff der Druckräume 15, 2
in Verbindung steht.
[0060] Im Gehäuse 77 ist außerdem eine Spule 78 angeordnet, die den Anker 73 mit Abstand
umgibt.
[0061] Der Einspritzvorgang läuft erfindungsgemäß wie folgt ab. Bei vollständig gefüllter
Druckleitung 2 wird die Magnetspule 9 der Pumpe 1 erregt, wodurch das Anker-Förderkolbenelement
10, 14 der Pumpe 1 aus seiner Ruhelage heraus beschleunigt wird. Der vom Kolben 14
verdrängte Brennstoff fließt durch die Druckleitungsöffnung 71, die Mittelbohrung
74, die Querbohrung 75 um die Ventilplatte 72 herum und in den tankseitigen Teil der
Leitung 4 zum Brennstoffbehälter ab. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird das Ventil
70 aktiviert, indem die Spule 78 erregt und der Anker 73 bewegt wird, bis die Ventilplatte
72 ihren Ventilsitz einnimmt und den Brennstoffweg versperrt. Die Druckleitungsöffnung
71 wird schlagartig bzw. sehr schnell blockiert, so daß kein weiterer Brennstoff über
die Leitung 4 entweichen kann. Anker 10 mit Förderkolben 14 werden infolge davon schlagartig
abgebremst und geben die gespeicherte kinetische Energie an den inkompressiblen Brennstoff
ab, was einen Druckstoß zur Folge hat, durch den Brennstoff aus der Druckleitung 2
über das Einspritzventil 3 abgespritzt wird, wobei wie bei den anderen Ausführungsformen
der Erfindung der Anker 10 mit Kolben 14 entweder seinen vollen Förderhub erreicht
hat oder noch weiter bewegt wird. Das Einspritzventil 3 ist in an sich bekannter Weise
hydraulisch gesteuert und federbelastet ausgeführt. Die Ansteuerung des Ventils 70
erfolgt bevorzugt über eine Steuerelektronik, die gemeinsam die Pumpe 1 und das Absperrventil
70 bedient.
[0062] Fig. 5 zeigt eine Abwandlung des Ventils nach Fig. 3. Das integrale Speicherelement-Zulaufventil
90 weist ein Gehäuse 91 auf, das baueinheitlich ausgebildet ist mit dem Gehäuse 8
der Pumpe 1 und der Druckleitung 2. In das Gehäuse 91 ist eine Mittenlängsbohrung
92 eingebracht, die einendig über eine Öffnung 93a in die Druckleitung 2 und anderendig
in einen zylindrischen Ventilraum 93 mündet, wobei zudem Rinnen 94 ähnlich den Rinnen
62 gemäß Fig. 3 von der Bohrung 92 zum Ventilraum 93 führen. Das Ventilelement ist
zweiteilig ausgebildet und umfaßt einen im Ventilraum 93 geführten Zylinder 95, in
dessen zylindrischer, durchgehender Zentralstufenbohrung ein Kolben 96 verschiebbar
geführt wird. In der Außenmantelfläche des Zylinders 95 sind axialparallel verlaufende
Nuten 97 ausgebildet. Der Zylinder 95 wird durch eine Feder 98 in seine Ruhestellung
gedrückt, in welcher er mit seiner einen Stirnfläche auf dem tankseitigen Boden des
Ventilraums 93 aufsitzt, in den eine vom Brennstoffbehälter kommende Brennstoffzuführleitung
99 mündet. In der Bohrung zur Aufnahme des Kolbens 96 sitzt tankseitig eine Feder
100, die den Kolben 96 gegen den druckleitungsseitigen Boden des Ventilraums 93 drückt,
so daß die Bohrung 92 abgedeckt ist, wobei im tankseitigen Innenraum des Zylinders
95 ein Freiraum 95a für den Kolben 96 gebildet wird.
[0063] Das Ventil 90 funktioniert wie folgt. Wenn der Förderkolben 14 einen Saughub ausführt,
wird Brennstoff aus der Leitung 99 dadurch angesaugt, daß der Zylinder 95 von der
tankseitigen Bodenfläche des Ventilraums 93 durch den Unterdruck gegen den Druck der
Feder 98 abgehoben wird, so daß Brennstoff über die Längsnuten 97, den Ventilraum
93 und die Rinnen 94 sowie die Bohrung 92 in die Druckleitung 2 fließen kann. Bei
diesem Vorgang liegt der Kolben 96, wie in Fig. 5 gezeigt, an dem druckleitungsseitigen
Boden des Ventilraums 93 an. Mit Beendigung des Saughubs wird der Zylinder 95 durch
die Feder 98 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gedrückt, in welcher der Zylinder
95 wieder am tankseitigen Boden des Ventilraums 93 dichtend anliegt.
[0064] Mit Beginn des Förderhubs des Förderkolbens 14 wird der im Zylinder 95 geführte Kolben
96 aufgrund der relativ weichen Ausbildung der Federkraft der Feder 100 aus seiner
Anlage am druckleitungsseitigen Boden des Ventilraums 93 wegbewegt und in den Freiraum
95a gedrückt, wobei in den dadurch entstehenden zusätzlichen Raum im Ventilraum 93
Brennstoff aus dem Druckraum 15, 2 strömt, der bei der Förderbewegung des Förderkolbens
14 verdrängt wird, wobei auf der tankseitigen Stirnseite des Kolbens 96 vom Kolben
96 Brennstoff über die Leitung 99 in den Tank zurückgedrückt wird. Der Förderhub des
Förderkolbens 14 wird dadurch beendet, daß der Kolben 96 mit seiner tankseitigen von
der Feder 100 beaufschlagten Stirnfläche an der Stufe in der Mittenlängsbohrung des
Kolbens 95 anschlägt. Infolge dieser abrupten Beendigung des im wesentlichen widerstands
freien Beschleunigungshubes des Ankers 10 mit Förderkolben 14 wird die Ausbildung
eines sehr steilen Druckanstiegs in der Druckleitung 2 bewirkt, wodurch Brennstoff
mit hohem Druck über die Düse 3 abgespritzt wird.
[0065] Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, das Speicherelement 6
baueinheitlich auszubilden mit dem Förderkolben der Hubkolbenpumpe 1. Ein dementsprechendes
Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Als Speicherelement dient ein Speicherkolben
80, der in einem druckleitungsseitigen ersten Mittenlängsachsstufenbohrungsabschnitt
14b einer zentral durch den Kolben 14 und den Anker 10 gehenden Stufenbohrung 14a
gegen einen druckleitungsseitigen Anschlag (nicht dargestellt) von einer Feder 81
gedrückt wird. Der Kolben 80 ragt dabei in der Ruhestellung mit seiner einen Stirnfläche
in den Druckraum 15. Der den Speicherkolben 80 aufnehmende Bohrungsabschnitt 14b im
Förderkolben 14 setzt sich nach der Stufe 14c zum Anker 10 hin in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt
14d fort, auf dessen Stufe 14e sich die Druckfeder 81 abstützt, die gegen die ankerseitige
Stirnfläche des Kolbens 80 drückt. Die Bohrung 14a durchsetzt nach der Stufe 14e schließlich
auch den Anker 10 und mündet in den leeren Ankerraum 11, so daß Luft verdrängt werden
kann.
[0066] Das Speicherelement dieser Ausführungsform funktioniert wie folgt. Auf einem ersten
Teil des Hubes des Förderkolbens 14, dem Energiespeicherweg, wird der Speicherkolben
80 in die für den Kolben vorgesehene Bohrung des Förderkolbens 14 hineingedrängt,
wodurch druckraumseitig ein zusätzlicher Raum für verdrängten Brennstoff zur Verfügung
steht, so daß der Anker 10 während des ersten Hubabschnitts zusammen mit dem Förderkolben
14 im wesentlichen widerstandsfrei beschleunigt werden kann. Die widerstandslose Beschleunigung
von Anker 10 und Förderkolben 14 wird beendet, wenn die ankerseitige Stirnfläche des
Speicherkolbens 80 gegen die Ringschulter 14c der Stufenbohrung 14a zur Anlage kommt.
Die Folge hiervon ist ein schlagartiger Druckanstieg, durch welchen Brennstoff über
die Düse 3 abgespritzt wird.
[0067] Die nachfolgend anhand der Figuren 7 und 8 beschriebene Variante der erfindungsgemäßen
Einspritzvorrichtung weist eine bauliche Einheit von elektrisch angetriebener Hubkolbenpumpe
und Anschlagmittel auf.
[0068] Beim in Fig. 7 und 8 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist ein Hydraulikventil sowie
die Pumpe und die Druckleitung 2 in einem gemeinsamen Gehäuse 121 untergebracht. Die
Funktion sowie der wesentliche Aufbau der Pumpe mit elektromagnetischem Antrieb entspricht
im wesentlichen den vorausgehend beschriebenen Ausführungsformen der Pumpe 1 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, wobei die Brennstoffansaugung über ein Ventil 122 erfolgt, das in das
Pumpengehäuse 121 eingepaßt ist und mit der Druckleitung 2 in Verbindung steht (Fig.
7).
[0069] Das Ventil 122 schließt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel selbsttätig aufgrund
des Bernoulli-Effekts bei einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit. Der während der
Beschleunigungsphase durch die Druckleitung 2 fließende Brennstoff gelangt über einen
Spalt 123 in den Ventilraum 124. Zwischen dem Ventilkegel 125 und dem zugehörigen
Ventilsitz ist ein schmaler Ringspalt belassen, der sich durch entsprechende Auslegung
einer den Ventilkegel 125 beaufschlagenden Feder 126 einstellen läßt. Brennstoff strömt
durch diesen Ringspalt und erzeugt dort nach Bernoulli einen geringeren statischen
Druck als in der Umgebung. Bei einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit ist der statische
Druck im Ringspalt soweit abgefallen, daß der Ventilkegel 125 angezogen wird und das
Ventil 122 schließt, wodurch der zum Ausstoßen des Brennstoffes über die Einspritzdüse
erforderliche Druckstoß erzeugt wird. Die zur Einspritzdüse führende Druckleitung
2 ist an den Ausgang eines Rückschlagventils 127 angeschlossen, das ebenfalls mit
dem Gehäuse 121 baulich vereinigt ist.
[0070] Der Ventilkegel 128 des Ventils 127 ist durch Vorspannung einer Feder 129 gegen den
zugehörigen Ventilsitz gepreßt, wobei die Feder 129 so ausgelegt ist, daß das Ventil
127 geschlossen ist, wenn der in der Druckleitung 2 anliegende Druck unterhalb desjenigen
Wertes liegt, der zu einem Ausstoß von Brennstoff über die Einspritzdüse führt, die
mittelbar an das Ventil 127 angeschlossen ist. Durch das Rückschlagventil 127 wird
zudem eine Blasenbildung in der Druckleitung 2 zum Einspritzdüsenventil vermieden,
weil durch das Rückschlagventil ein Standdruck in der Druckleitung zwischen Einspritzdüse
und Rückschlagventil gewährleistet werden kann, der höher als der Dampfdruck der Brennstofflüssigkeit
ist.
[0071] Der Anker 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit achsparallelen Schlitzen 130
und 131 unterschiedlicher Tiefe im Mantel versehen, die am Umfang des im wesentlichen
zylinderförmigen Ankers verteilt angeordnet sind. Diese Schlitze verhindern die Ausbildung
von Wirbelströmen beim Erregen des Solenoids 9 und tragen damit zur Energieeinsparung
bei. Mit einer Leitung 120, die vom Ankerraum 11 durch das Gehäuse 121 nach außen
führt, kann in den Ankerraum eingedrungenes Lecköl abgesaugt werden.
[0072] Die Rückstellung des Ankers der Einspritzpumpe erfolgt in der Regel mittels der dafür
vorgesehenen Rückstellfeder. Um große Spritzfrequenzen zu erreichen, ist die Rückstellzeit
des Ankers klein zu halten. Dies läßt sich beispielsweise durch eine entsprechend
große Federkraft der Rückstellfeder verwirklichen. Mit einer Verkleinerung der Rückstelldauer
vergrößert sich jedoch die Aufprallgeschwindigkeit des Ankers am Ankeranschlag. Nachteilig
dabei kann der damit verbundene Verschleiß und/oder das Prellen des Ankers am Ankeranschlag
sein, wodurch die Gesamtarbeitsspieldauer vergrößert wird. Ein Ziel der Erfindung
besteht deshalb darin, die Abfallzeit des Ankers bis zur Ruhestellung klein zu halten.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine z.B. hydraulische Dämpfung der Ankerrückstellbewegung
im letzten Teil dieser Bewegung erreicht.
[0073] Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Einspritzpumpe, die im wesentlichen den
Aufbau der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 1 aufweist. Für die hydraulische Dämpfung ist
nach Art einer Kolbenzylinderanordnung an der Rückseite des Ankers 10 zentral ein
zylindrischer Vorsprung 10a ausgebildet, der im letzten Abschnitt der Ankerrückstellbewegung
in eine Sackzylinderbohrung 11b im Boden 11a passend eintritt, die an der Anschlagfläche
lla für den Anker 10 im Gehäuse 8 ausgebildet ist. Im Anker 10 sind in Längsrichtung
verlaufende Nuten 10b ausgebildet, die den ankerrückseitigen Raum 11 mit dem ankervorderseitigen
Raum 11 verbinden. Im Raum 11 befindet sich ein Medium, z.B. Luft oder Brennstoff,
das bei der Bewegung des Ankers 10 durch die Nuten 10b fließen kann. Die Tiefe der
Sackzylinderbohrung 11b entspricht etwa der Länge des Vorsprungs 10a (Abmessung Y
in Fig. 12). Dadurch, daß der Vorsprung 10a in die Sackzylinderbohrung 11b eintauchen
kann, wird die Ankerrückbewegung im letzten Abschnitt stark verzögert, wodurch die
erwünschte hydraulische Dämpfung der Ankerrückstellbewegung durch Verdrängung des
Mediums aus dem Raum llb bewirkt wird.
[0074] Fig. 10a zeigt eine Variante der hydraulischen Dämpfung. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der vom Förderkolben 14 durchsetzte Pumpraum 11 vor dem Anker 10 verbunden mit
dem an der Ankerrückseite angrenzenden Raum 11, und zwar durch Bohrungen 10d, die
im Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen Überströmkanal 10c münden. Ein zentraler
Stift 8a eines Stoßdämpfers 8b ragt mit seiner Kegelspitze 8c in Richtung Mündung
des Überströmkanals 10c, durchgreift rückwärtig ein Loch 8d im Boden 11a, das in einen
Dämpfungsraum 8e mündet, und endet im Dämfungsraum mit einem Ring 8f, der einen größeren
Druchmesser aufweist als das Loch 8d. Eine sich am Boden des Dämpfungsraums abstützende
Feder 8g drückt gegen den Ring 8f und damit den Stift 8a in seine Ruhestellung (Fig.
10a). Ein Kanal 8h verbindet den Dämfungsraum 8e mit dem rückwärtigen Ankerraum 11.
Die Kanäle 10c und 10d ermöglichen dem Anker 10 eine nahezu widerstandsfreie Bewegung
während der Beschleunigungsphase.
[0075] Die Dämpfungseinrichtung 8b ist bei der Beschleunigungsbewegung des Ankers 10 unwirksam,
so daß keine Beeinträchtigung der Hubphase erfolgt. Bei der Rückstellbewegung trifft
die Mündung des Überströmkanals auf die Kegelspitze 8c und wird verschlossen, so daß
die Strömung durch die Kanäle 10c und 10d unterbrochen wird. Der Anker 10 drückt den
Stift 8a gegen die Federkraft und gegen das im Raum 8e befindliche Medium, das sich
auch im Raum 11 befindet und über den Kanal 8h ausströmt in den Raum 11. Dabei sind
die Strömungen und Federkräfte so gewählt, daß eine optimale Dämpfung gewährleistet
wird.
[0076] Anstelle des Kanals 8h kann gemäß Fig. 10b eine Verdrängungsbohrung 8i zentral im
Stift 8a angeordnet sein, durch die Dämpfungsmedium in den Überströmkanal 10c gedrückt
werden kann.
[0077] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
ist vorgesehen, die in der Rückstellfeder 12 des Ankers 10 gespeicherte Energie bei
der Rückstellbewegung des Ankers 10 nutzbringend einzusetzen. Dies kann erfindungsgemäß
beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Anker bei der Rückstellung eine Pumpeinrichtung
bedient, die für die Brennstoffversorgung der Einspritzvorrichtung zur Stabilisierung
des Systems sowie zur Verhinderung einer Blasenbildung verwendet werden kann. Fig.
11 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel einer an die Brennstoffeinspritzpumpe
1 angeschlossenen zweiten Pumpe 260.
[0078] Die in Fig. 11 gezeigte Brennstoffeinspritzvorrichtung ist im übrigen entsprechend
Fig. 4 ausgebildet, weist also ein Brennstoffzu- und -abflußsteuerelement zur Steuerung
des ersten Teilhubes des Förderkolbens 14 auf. Die zweite Pumpe 260 ist an den rückwärtigen
Boden 11a des Pumpengehäuses 8 angeschlossen. Im einzelnen umfaßt die zweite Pumpe
260 ein Gehäuse 261, das mit dem Gehäuse 8 der Einspritzpumpe verbunden ist, und in
dessen Pumpenraum 261b ein Pumpenkolben 262 angeordnet ist, dessen Kolbenstange 262a
in den Arbeitsraum 11 des Ankers 10 ragt, wobei der Kolben 262 beaufschlagt wird von
einer Rückstellfeder 263, die sich am Gehäuseboden 261a im Bereich eines Auslasses
264 abstützt.
[0079] Außerdem steht der Pumpenraum 261b des Gehäuses über eine Zufuhrleitung 265 in Verbindung
mit einem Vorratsbehälter 266. In der Zufuhrleitung 265 ist ein Rückschlagventil 267
eingesetzt, dessen Aufbau dem Ventil 16 in Fig. 1 gleicht.
[0080] Die zweite Pumpe 260 funktioniert wie folgt. Wird der Anker 10 der Einspritzpumpe
1 während seines Arbeitshubes in Richtung auf die Einspritzdüse 3 bewegt, wird der
Pumpenraum 11 im Gehäuse 8 hinter dem Anker 10 bezüglich seines Volumens vergrößert,
wodurch der Pumpenkolben 262 in Richtung Anker 10 bewegt wird und schließlich durch
Einwirkung der Rückstellfeder 263 in seine Ruhelage überführt wird. Dabei wird aus
dem Vorratsbehälter 266 über das Ventil 267 Öl in den Arbeitsraum 261b der zweiten
Pumpe 260 eingesaugt. Während der Rückstellbewegung des Ankers 10 der Pumpe 1 in Richtung
auf seinen Anschlag 11a wird der Pumpenkolben 262 zumindest auf einem Teil des Rückstellweges
des Ankers 10 in den Pumpenraum 261b geschoben. Dabei wird durch den Pumpendruck das
Ventil 267 verschlossen und es wird das von der zweiten Pumpe geförderte Medium über
den Auslaß 264 in Richtung des Pfeils 264a von der Pumpe abgegeben.
[0081] Die zweite Pumpe 260 kann als Brennstoffvordruckpumpe verwendet werden, wobei der
Brennstoff der Ventileinrichtung 70 zugeführt werden kann. Vorteilhaft ist dabei,
daß die Pumpe 260 einen Standdruck im Brennstoffversorgungssystem erzeugen kann, der
einer Dampfblasenbildung z.B. bei Erwärmung des Gesamtsystems entgegenwirkt.
[0082] Außerdem bewirkt die erfindungsgemäße Ausbildung der zusätzlichen Pumpe 260 an der
Pumpe 1 eine schnelle Dämpfung des Ankers 10, so daß der Anker 10 am Anschlag 11a
nicht nachprellt.
[0083] Figuren 12a und 12b zeigen eine besonders effektive und einfache Dämpfungseinrichtung.
Der Aufbau der Pumpeneinrichtung 1 gleicht dem in Figur 9 dargestellten. Die Sackzylinderbohrung
11b nach Figur 12a ist im Durchmesser größer als der Durchmesser des zylindrischen
Vorsprungs 10a beträgt. Der Vorsprung 10a ist von einem in Richtung Sackzylinderbohrung
11b vorspringenden Dichtlippenring 10e aus einem elastischen Material umgeben, der
in die Sackzylinderbohrung 11b paßt. Eine Einführschräge an der Mündung der Sackzylinderbohrung
11b erleichtert den Eintritt der Lippen den Dichtlippenrings 10e in die Sackzylinderbohrung
11b. Diese Dämpfungseinrichtung erbringt eine gute Dämpfung beim Anschlag des Ankers
10 und behindert den Beschleunigungshub des Ankers nicht. Das elastische Dämpfungselement
10e mit achsparallel abstehenden Dichtlippen taucht beim Rückstellhub des Ankers 10
in die Sackzylinderbohrung 11b formschlüssig ein und legt sich nach außen dichtend
an der Innenwandung der Sackzylinderbohrung 11b an.
[0084] Die Sackzylinderbohrung 11b nach Fig. 12b ist im Durchmesser ebenfalls größer als
der zylindrische Vorsprung 10a. Ein Dichtring 10f aus elastischem Material sitzt formschlüssig
an der Wandung der Sackzylinderbohrung 11b und weist im Bereich der Mündung einwärts
gerichtete Dichtlippen 10g auf. In das elastische Dichtelement 10f taucht der zylindrische
Vorsprung 10a kolbenartig ein, wobei die Dichtlippen 10g infolge des ausströmenden
Dämpfungsmediums gegen den zylindrischen Vorsprung 10a gepreßt werden, so daß eine
besonders gute Dämpfung des Ankers 10 erreicht wird.
[0085] Die Figur 13 zeigt eine ebenfalls kompakte Bauform der erfindungsgemäßen elektrisch
betriebenen Hubkolbenpumpe mit integriertem Anschlagventil. Dabei ist in einem zylindrischen
mehrteiligen Gehäuse 200 in einem von einem Außenmantel 200a und einem zylindrischen
Innenmantel 200b sowie einer tankseitigen Stirnwandung 200c und einer druckleitungsseitigen
Stirnwandung 200d begrenzten Innenraum 202 eine Spule 201 angeordnet. Der vom Innenmantel
200b umgebene zylindrische Innenraum 202 des Gehäuses 200 wird durch einen sich radial
nach innen erstreckenden Ring 203 in einen tankseitigen und einen druckleitungsseitigen
Innenraumbereich abgeteilt. Druckleitungsseitig ist gegen die Ringkante des Rings
203 ein formschlüssig und fest in diesem Innenraum sitzender Ringwulst 204 eines Kolbens
205 gesetzt, wobei der Kolben 205 die Ringöffnung 206 des Rings 203 mit Abstand durchgreift
und in den tankseitigen Bereich des Innenraums 202 ragt. Der Kolben 205 ist von einer
durchgehenden Bohrung 207 durchsetzt, die im tankseitigen Endbereich des Kolbens erweitert
ausgebildet ist und dort ein Ventil 208 lagert, das von einer Schraubenfeder 209 in
Richtung Tankseite für die Schließstellung gegen einen Ventilsitz 209a gedrückt wird,
mit hin durch die Einwirkung eines von der Tankseite wirkenden Druckes geöffnet werden
kann.
[0086] Auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums 202 befindlichen Teil des
Kolbens 205 sitzt formschlüssig und gleitbar ein Pumpenzylinder 210 der Hubkolbenpumpe,
der von einer sich einendig auf dem Ring 203 und anderendig an einer Ringstufe 212
des Zylinders 210 abstützenden Schraubenfeder 211 mit seiner tankseitigen Stirnringfläche
214 gegen eine Ringstufe 213 im Innenraum 202 gedrückt wird, wobei ein die Stirnfläche
214 überragender Ventilstutzen 215 mit radialem Abstand ein Stück in den in diesem
Bereich radial verengten Innenraum 202a ragt und wobei die druckleitungsseitige Stirnringfläche
des Zylinders 210 im Abstand vom Ring 203 angeordnet ist und somit ein Bewegungsraum
für den Zylinder 210 geschaffen wird. Der formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums
202 geführt sitzende Zylinder 210 weist achsparallele, stirnseitig offene Längsnuten
216 in der Mantelfläche auf, deren Funktion weiter unten erläutert wird.
[0087] Die den Pumpenzylinder 210 durchsetzende, durchgehende, den Kolben 205 aufnehmende
Bohrung 217 lagert tankseitig ein dem Kolben 205 vorgeordnetes Stößelventil, dessen
Stößelteller 218 im Abstand von der Stirnringfläche des Kolbens 205 in einer kurzen
Bohrungserweiterung angeordnet ist und dessen Stößelstiel 219 die verengte Bohrung
217a im Ventilstutzen 215, sich gegen die Innenwandung der Bohrung 217a abstützend,
durchgreift und in den verengten Innenraum 202a ragt.
[0088] Am freien Ende des Stößelstils 219 ist zweckmäßigerweise ein Teller 220 befestigt,
der Löcher 221 aufweist, deren Funktion weiter unten erläutert wird, wobei der Stößelstiel
219 noch ein Stück über den Teller 220 hinausragt und gegen die tankseitige Bodenfläche
222 des Innenraums 202a stößt. Dabei ist der Stößelstiel 219 so lang gewählt, daß
der Stößelteller 218 von seinem Ventilsitz, der druckleitungsseitigen Öffnung 223
der verengten Bohrung 217a, abgehoben ist, so daß ein bestimmter Spalt "X" gebildet
wird, dessen Sinn und Zweck weiter unten erläutert wird. Eine Schraubenfeder 224 stabilisiert
diese Stellung des Stößelventils in der abgebildeten Ruhestellung der Hubkolbenpumpe,
in dem sich die Feder 224 einendig auf der Stirnringfläche 214 des Zylinders 210 und
anderendig gegen den Teller 220 abstützt.
[0089] Von der Bodenfläche 222 erstrecken sich achsparallele Bohrungen 225 in die Bodenwandung
und münden in einen axialen Ventilraum 226, in dem ein von einer Schraubenfeder 228
in Tankrichtung gegen einen Ventilsitz 227 gedrückter Ventilteller 229 angeordnet
ist, der peripher vom Ventilsitz 227 abdeckbare Rillen 230 aufweist, so daß das Ventil
durch einen tankanschlußseitigen Druck gegen die Belastung der Feder 228 geöffnet
werden kann und einen Durchgang vom Ventilraum 226 zu den Bohrungen 225 geschaffen
wird.
[0090] Der Ventilraum 226 steht mit einer zum Brennstofftank führenden Brennstoffleitung
in Verbindung (nicht dargestellt); an die druckleitungsseitige Stirnwandung 200d bzw.
an einen verlängerten Stutzen der Innenwandung 200b wird eine Druckleitung angesetzt
(nicht dargestellt), die zum Abspritzventil führt. Die in der Figur 13 gezeichneten
Pfeile deuten den Weg des Brennstoffes an.
[0091] Die in Figur 13 abgebildete Hubkolbenpumpe funktioniert wie folgt. Durch die Erregung
der Spule 201 wird der Zylinder 210 aus der abgebildeten Ruhestellung in Richtung
Druckleitung nahezu widerstandslos beschleunigt, wobei aus dem Raum 202 über die Nuten
216 und aus der Bohrung 217 bzw. dem Stößeltellerraum Brennstoff in Richtung Innenraum
202a abfließt. Die beschleunigte Bewegung endet mit dem Auftreffen des Ventilsitzes
223 auf dem Ventilteller 218 abrupt, so daß die gespeicherte Energie des Zylinders
210 auf den in dem Stößelvorraum befindlichen Brennstoff übertragen wird. Das Ventil
208 wird geöffnet und der Druck auf den in der Bohrung 207 bzw. in der Druckleitung
befindlichen Brennstoff fortgepflanzt, wodurch ein Abspritzen von Brennstoff durch
die Einspritzdüse erfolgt. Wenn die Erregung dann noch nicht abgeschaltet ist, wird
so lange Brennstoff abgespritzt, wie der Zylinder bewegt wird. Das Stößelventil 218,
219 wird dabei vom Zylinder 210 mitgenommen und es entsteht ein Unterdruck in den
Innenräumen 202, 202a sowie in den Bohrungen 225 und dem vom Ventil 229 abgegrenzten
Vorraum des Ventilraums 226, so daß das Ventil 229 geöffnet wird. Der Brennstoff fließt
vom Tank kommend durch die peripheren Rillen 230 im Ventilteller 229, den Vorraum
des Ventilraums 226, die Bohrungen 225 und die Löcher 221 im Teller 220 in den Innenraum
202a sowie über die Nuten 216 in den Innenraum 202. Nach dem Abschalten der Erregung
wird der Zylinder von der Feder 211 in seine Ruhe- bzw. Ausgangsstellung zurückgedrückt,
wobei vorher der Stößelstiel 219 gegen die Bodenwandung 222 stößt und das Stößelventil
geöffnet wird, so daß Brennstoff durch den Zwischenraum zwischen dem Stößelstiel und
der Bohrung 217a in den Stößeltellervorraum 217 fließen kann. Dabei bleibt das Ventil
208 geschlossen. Es wirkt als Standdruckventil und hält in dem zwischen dem Einspritzventil
(nicht dargestellt) und dem Ventilteller 208 befindlichen, mit Brennstoff gefüllten
Raum einen Standdruck im Brennstoff aufrecht, der z.B. höher ist als der Dampfdruck
der Flüssigkeit bei maximal auftretender Temperatur, so daß Blasenbildung verhindert
werden kann.
[0092] Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform der Einspritzpumpe, die der Ausführungsform
nach Fig. 13 gleicht, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,
ist der Kolben 205 einstückig mit der Stirnwandung 200d ausgebildet und das Standdruckventil
208, 209, das in einem Rohrstutzen 208a untergebracht ist, deckt die druckleitungsseitige
Mündung der durch den Kolben 205 gehenden Bohrung 207 ab.
[0093] Der als Anker wirkende gleitende Pumpenzylinder 210 ist für eine einfache Möglichkeit
der Montage des Ventilstößels 218, 219 mehrteilig aufgebaut. Da die Mehrteiligkeit
nicht erfindungswesentlich ist, wird der Aufbau des Zylinders 210 nicht näher beschrieben.
[0094] Der Stößelstiel 219 ist relativ kurz ausgebildet und kann über die tankseitige Stirnringfläche
214 des Zylinders 210 nur um das Ventilspiel herausragen. Die Stirnringfläche 214
stößt im Bereich der Stirnwandung 200c gegen einen dort gelagerten Kunststoffblock
231, der Durchgangsbohrungen 232 aufweist, die peripher in Nuten 233 münden, die mit
dem tankseitigen Innenraum 202 in Verbindung stehen, wobei vom tankseitigen Innenraum
202 Bohrungen 234 zum erweiterten Bohrungsbereich der Bohrung 217 im Zylinder 210
führen. Die Bohrungen 232 münden in den zum Tank führenden axialen Ventilraum 226,
der in einem Rohrstutzen 226a untergebracht ist.
[0095] Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Stößelventil 218, 219 nicht federbelastet.
Es funktioniert aufgrund von Trägheitskräften, wobei der Stößelstiel etwa formschlüssig
in der verengten Bohrung 217a sitzt. In die in Fig. 14 dargestellte Stellung wird
das Stößelventil durch den auf den Stößelteller 218 wirkenden in den Räumen 202, 217,
207 herrschenden Druck gegen den Kunststoffblock 231 gedrückt. Wird der Zylinder 210
beschleunigt, verharrt das Stößelventil in dieser Stellung, bis es vom Ventilsitz
223 mitgenommen wird. Bei der Rückstellbewegung des Ankerzylinders 210 stößt der Stößelstiel
219 gegen den Kunststoffblock 231, so daß das Stößelventil wieder in seine dargestellte
Ausgangsstellung gelangt.
[0096] Zweckmäßigerweise bildet die Bohrungserweiterung der Bohrung 217, in der der Stößelteller
218 aufgenommen ist, druckleitungsseitig eine Ringstufe 235, die sich in der Ruhestellung
des Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößelteller 218 befindet und gegen
die der Stößelteller 218 stößt, wenn der Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstellbewegung
des Zylinders 210 vom Ventilsitz abhebt und/oder das Ventil vom Kunststoffblock 231
bei der Rückstellbewegung des Zylinders 210 zurückgeprellt werden sollte. In der Stirnfläche
der Ringstufe 235 sind Ausnehmungen 235a eingebracht, die einen ungehinderten Durchfluß
des Brennstoffs gewährleisten. Auf diese Weise ist die Ruhestellung des Stößelventils
mit einfachen Mitteln sichergestellt.
[0097] Während der Beschleunigung des Anker-Zylinders 210 fließt bei dieser Ausführungsform
der Einspritzpumpe Brennstoff aus dem druckleitungsseitigen Innenraum 202 über die
Nuten 216 in den tankseitigen Innenraum 202 sowie aus den Bohrungen 207, 217 durch
die Ausnehmungen 235a am Stößelteller 218 vorbei durch die Ventilsitzöffnung in die
Bohrungen 235 ebenfalls in den tankseitigen Innenraum 202. Die Verdrängung des Brennstoffs
wird durch das Schließen des Stößelventils 218, 219 plötzlich unterbrochen, wodurch
der beabsichtigte Druckstoß erwirkt wird. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders
210 öffnet das Stößelventil 218, 219 und der Brennstoff fließt in umgekehrter Richtung.
[0098] Damit die Startbewegung des Anker-Zylinders 210 aus der Ruhestellung nicht beeinträchtigt
werden kann, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die Stirnringfläche 214 mit geringem
Abstand "A" von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 angeordnet ist (Fig. 15).
Abstützstege 214a, die von der Stirnringfläche 214 vorstehen, liegen an der Oberfläche
des Kunststoffblocks 231 an und sorgen für den Abstand "A", so daß kein störender
Unterdruckeffekt beim Start des Anker-Zylinders 210 zwischen der Stirnringfläche 214
und der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 auftreten kann. Ebensolche Abstützstege
können zum gleichen Zweck auf der Stirnfläche des Stößelstiels 219 angeorndet sein
(nicht dargestellt). Darüberhinaus ist der Abstand "A" so klein gewählt, daß beim
Rückstellhub eine Dämpfung durch Ausquetschen von Brennstoff aus dem Spalt "A" erfolgt.
[0099] Die Ausführungsform der Hubkolbenpumpe nach Fig. 14 und 15 kann mit einer einfach
aufgebauten wirkungsvollen Ankerdämpfungseinrichtung versehen sein, die in Fig. 16
dargestellt ist. Dabei weist der Stößelstiel 219 in seinem freien Endbereich einen
Flanschring 219a auf, der die Stirnringfläche 214 ein Stück seitlich übergreift und
an der Stirnringfläche 214 anliegen kann. In die Oberfläche des Kunststoffblocks 231
ist eine dem Flanschring 219a entsprechende Ausnehmung 231a eingebracht, in die der
Flanschring 219a etwa formschlüssig paßt, so daß eine kolbenzylinderartige hydraulische
Dämpfeinrichtung gebildet wird. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders 210
wird der Flanschring 219a mit Anhang von der Stirnringfläche 214 mitgenommen. Sobald
der Flanschring 219a in die Ausnehmung 231a eintaucht, wird Brennstoff daraus verdrängt
und eine Abbremsung des Anker-Zylinders 210 bewirkt. Bei der Beschleunigung des Anker-Zylinders
210 bewegt sich der Anker-Zylinder fast widerstandslos. Der Flanschring 219a und damit
das Stößelventil 218, 219 verharrt zunächst in der Ausnehmung 231a bis die Mitnahme
des Stößelventils durch den Ventilsitz erfolgt.
[0100] Zweckmäßigerweise ist die Dicke des Flanschrings 219a etwas größer als die Tiefe
der Ausnehmung 231a ausgeführt, so daß die Stirnringfläche 214 in der Ruhestellung
des Anker-Zylinders 210 im Abstand von der Oberfläche des Kunststoffblocks 231 bleibt
und Abstütztstege insoweit nicht benötigt werden.
[0101] Zweckmäßigerweise ist in der druckleitungsseitigen Stirnwand 200d eine Bohrung 236
angeordnet, die vom druckleitungsseitigen Innenraum 202 nach außen führt und auf die
außenseitig ein Stutzen 237 mit einer Durchgangsbohrung 238 gesetzt ist. Durch die
Bohrung 236 und den Ablaufstutzen 237 kann z.B. während der Startphase der Pumpe bzw.
des Brenners Brennstoff vom Anker-Zylinder 210 abgepumpt werden, so daß die Pumpe
und/oder die Brennstoffzuleitung von Luftblasen freigespült werden kann. Durch den
Ablauf 236, 237 kann aber auch während der Einspritzaktivität der Pumpe Brennstoff
umgespült werden und dadurch Wärme abgeführt, sowie Blasenbildung vermieden werden.
[0102] Zweckmäßigerweise ist an der Innenwandung des druckleitungsseitigen Innenraums 202
eine sich an der Stirnwandung 200b abstützende Druckfeder 238 angeordnet, gegen die
bei der Beschleunigung des Anker-Zylinders 210 eine Stirnringfläche 239 des Anker-Zylinders
erst stößt, wenn ein großer Hub für eine große abzuspritzende Brennstoffmenge initiiert
wird. Die Feder wird dabei komprimiert. Bei der Rückstellbewegung des Anker-Zylinders
210 gibt die Feder 238 ihre gespeicherte Federkraft an den Anker-Zylinder 210 ab,
so daß sich dieser entsprechend beschleunigt in die Ruhestellung bewegt.
[0103] Bei den im folgenden anhand der Figuren 17, 18, 19 beschriebenen Hubkolbenpumpen
wirkt der Zylinder 210 als kolbenartiges Ankerelement, das im Innenzylinder 200b flüssigkeitsdicht
geführt wird.
[0104] Eine der in der Fig. 13 abgebildeten Einspritzpumpe ähnelnde Einspritzpumpe 1 wird
in Fig. 17 dargestellt, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern belegt sind.
[0105] Der teilweise in der Anker-Zylinderbohrung 217 sitzende Kolben 205a ist nicht an
der druckleitungsseitigen Stirnwand 200d befestigt, sondern axial bewegbar gelagert
und Teil der Abspritzventileinrichtung 3. Das Einspritzventil 3 weist eine Ventilkappe
3b auf, die in die Sirnwand 200d des Gehäuses 200 in den einspritzventilseitigen Innenraum
202 greifend eingeschraubt ist. Die Ventilkappe verfügt zentral über eine Einspritzdüsenbohrung
3d. Der Kolben 205a deckt in seiner Ruhestellung mit einer im Durchmesser reduzierten
Stirnfläche 205b die Einspritzdüsenbohrung 3a ab. Die im Durchmesser reduzierte Fläche
205b geht mit einem Kegelstumpf 205c in den zylindrischen Teil des Kolbens 205a über.
Der Kolben 205a wird in der Ankerzylinderbohrung 217 von einer Druckfeder 240 gegen
die Einspritzdüsenbohrung 3d gedrückt, wobei sich die Druckfeder 240 anderendig gegen
eine in der Anker-Zylinderbohrung 217 angeordnete Zwischenwand 241 abstützt, die die
Bohrung 217 in einen einspritzdüsenseitigen und in einen tankseitigen Bereich abteilt.
Dabei führt mindestens eine Bohrung 242 von der Stirnringfläche 212 durch den Anker-Zylinder
210 in den erweiterten Zylinderbohrungsraum des tankseitigen Bereichs der Bohrung
217, in dem der Stößelteller 218 aufgenommen ist, und eine Bohrung 243 durch den Ankerzylinder
210 vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung 217 in den tankseitigen Innenraum
202, wobei der mittlere Bereich des Anker-Zylinders 210 formschlüssig und nahezu flüssigkeitsdicht
an der Innenwandung des Innenraums 202 sitzt. Vorzugsweise weist der Anker-Zylinder
im tankseitigen Bereich des Innenraums 202 Nuten auf, wobei die Nutenstege an der
Innenwandung des Innenraums 202 anliegen und dort Führungen für den Anker-Zylinder
210 bilden.
[0106] Die Einspritzpumpe nach Fig. 17 funktioniert wie folgt. Wird der Anker-Zylinder 210
aus der dargestellten Ruhestellung zunächst widerstandslos beschleunigt, fließt Brennstoff
über die Bohrung 242 in den tankseitigen Raum der Bohrung 217 und von dort in den
Raum 202a, wobei das Ventil 229 geschlossen bleibt. Zudem fließt Brennstoff durch
die Bohrung 243 aus dem einspritzventilseitigen Raum der Bohrung 217 in den tankseitigen
Innenraum 202 und von dort - da der Anker-Zylinder 210 von der Stirnringfläche 213
abgehoben hat - durch den dadurch gebildeten Spalt ebenfalls in den Raum 202a. Sobald
das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz erfaßt wird, entsteht der gewünschte Druckstoß
im einspritzventilseitigen Innenraum 202. Der Druckstoß wird auf die Kegelfläche des
Kegelstumpfes 205c übertragen und hebt den Kolben 205 gegen den Druck der Feder 240
von der Düse 3a ab, so daß Brennstoff abgespritzt wird. Gleichzeitig entsteht im Raum
202a und im tankseitigen Innenraum 202 ein Unterdruck, der auch auf den Kolben 205
wirkt, der aber sehr viel geringer ist als die Federkraft der Feder 240 beträgt, so
daß der Kolben insofern unbeeinflußt bleibt. Der Unterdruck öffnet aber das Ventil
229, so daß Brennstoff nachgesaugt wird. Das Ventil 229 schließt aufgrund der Federkraft
der Feder 228 wieder, wenn die Rückstellbewegung des Ankerzylinders 210 beginnt, so
daß dann durch die AnkerZylinderbewegung Brennstoff in die Räume der Bohrung 217 und
des Innenraums 202 gedrängt wird. Die Funktion des Ventils 292 entspricht der Funktion
des gleichen Ventils 229 in der Ausführungsform der Einspritzpumpe 1 nach Fig. 13.
[0107] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe 1, bei der die
Einspritzdüse 3 unmittelbar in der Stirnwand 200d im Gehäuse 200 der Einspritzpumpe
1 untergebracht ist, ergibt sich aus Fig. 18. Diese Ausführungsform ähnelt der nach
Fig. 17, weshalb wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet
sind.
[0108] Die Ventilkappe 3b bildet in diesem Fall einen Ventilsitz 3c für ein Stößelventil
244, dessen Ventilteller 245 von außen gegen den Ventilsitz 3c gezogen wird, und dessen
Stößelstiel 246 die dem Ventilsitz 3c nachfolgende Kappenbohrung 3d frei oder durch
Rippen 247 radial abgestützt durchgreift sowie frei durch die Ankerzylinderbohrung
217 geht und kurz vor dem erweiterten Bereich der Bohrung 217 endet, in dem der Stößelteller
218 des Stößelventils 218, 219 aufgenommen ist. Am freien Ende des Stößelstiels 246
ist ein Löcher oder randliche Ausnehmung 248 aufweisender Ring 248a befestigt, gegen
den sich einspritzventilseitig eine Druckfeder 250 abstützt, die anderendig an der
Stirnwand 200d des Gehäuses 200 bzw. an der Ventilkappe 3b anliegt. Wesentlich ist
bei dieser Ausführungsform, daß der Ankerzylinder 210 lediglich die Durchgangsbohrung
217 und keine randlichen Nuten aufweist, sondern formschlüssig an der Innenwandung
des Innenraums 202 anliegt.
[0109] Diese Einspritzpumpe, die keinen Kolben aufweist, funktioniert im Unterschied zur
Ausführungsform nach Fig. 17 wie folgt. Wenn das Stößelventil 218, 219 vom Ventilsitz
des Ankerzylinders 210 mitgenommen wird, erfolgt der plötzliche Druckaufbau im Brennstoff
im Raum 202, 217 und 3d, so daß das Stößelventil 244 zum Abspritzen gegen den Druck
der Rückstellfeder 250 öffnet. Anschließend trifft der Stößelteller 218 nach einem
weiteren Hubweg "H" auf den Stößelstiel 246 und hält das Ventil 244 offen.
[0110] Eine der in Fig. 18 dargestellten Ausführungsform ähnelnde Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einspritzpumpe 1 ist in Fig. 19 abgebildet, wobei gleiche Teile wiederum mit gleichen
Bezugsziffern bezeichnet sind.
[0111] Der Stößelstiel 246 des Stößelventils 244 ist kürzer ausgeführt und reicht in der
Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung der Pumpe 1 nur bis in den einspritzventilseitigen
Endbereich der Anker-zylinderbohrung 217. Demgemäß ist auch die Rückstellfeder 250
verkürzt ausgeführt. Zusätzlich drückt jedoch eine weitere Druckfeder 251 von der
Tankseite her gegen den Ring 248a, die sich einendig gegen eine eine zentrale Bohrung
217d aufweisende Wandung 217e abstützt, die die Bohrung 217 in einen einspritzventilseitigen
und einen tankseitigen Bereich unterteilt, die über die Bohrung 217d in Verbindung
stehen.
[0112] Bei dieser Version der Einspritzpumpe 1 unterstützt die Feder 251 das Aufstoßen des
Ventils 244 wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 18, bei der das Aufstoßen durch
den Ventilteller 218 unterstützt wird, der auf den Stößelstiel 246 stößt. Die Federn
halten dann auch das Ventil 244 in der Offenstellung, solange der Federdruck der Feder
250 bzw. 251 dies bewirkt.
[0113] Zur Erhöhung des Durchsatzes, der bei Großbrennern im Bereich zwischen etwa 100 kg/h
und 900 kg/h liegt, ist es zweckmäßig, eine Einspritzvorrichtung mit mehreren Pumpen
501 vorzusehen (Fig. 20), die über eine gemeinsame Förderleitung 503 den Brennstoff
durch die Düse bzw. das Ventil 504 in die Brennkammer einspritzen. Die einzelnen Pumpen
werden vorzugsweise außer Takt betrieben, so daß die Brennstoffpulse mit einer sehr
hohen Frequenz in die Brennkammer 505 eingespritzt werden. Mit einer größeren Anzahl
von Pumpen 501 kann dann eine quasi kontinuierliche Brennstoffzufuhr über eine Düse
504 erreicht werden, deren Durchsatz im Vergleich zu herkömmlichen kontinuierlich
arbeitenden Brennstoffzufuhreinrichtungen jedoch viel genauer gesteuert werden kann.
[0114] Es ist auch möglich, mehrere Pumpen-Düsen-Einheiten über einen gemeinsamen Düsenstock
506 (Fig. 21, 22) zu verbinden. In einem derartigen Düsenstock 506 ist für jede Pumpe
501 ein einzelner Düseneinsatz 504 vorgesehen. Die Pumpen 501 können ihre Pulse zirkulierend
abgeben, so daß die einzelnen Brennstoffpulse an den Düseneinsätzen 504 umlaufend
in die Brennkammer 505 abgegeben werden, wodurch das Flammenzentrum im Brenner eine
kreisförmige Bewegung ausführt. Dies zeigt wiederum deutlich, daß mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung auf Parameter Einfluß genommen werden kann, die herkömmlichen Brennersteuerungen
nicht zugänglich waren.
1. Ölbrenner für eine wärmetechnische Anlage mit einer Brennkammer, in die durch ein
Brennstoffzuführelement Brennstoff zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffzuführelement eine nach dem Energiespeicher-Prinzip arbeitende Einspritzvorrichtung
mit einer Pumpe (1) und einer Düseneinrichtung (3) ist, die so ausgebildet ist, daß
der Brennstoff und/oder ein Hubkolbenelement der Pumpe (1) während einer Beschleunigungsphase
beschleunigt werden und mit einem die Beschleunigungphase unterbrechenden Mittel die
im Brennstoff und/oder im Hubkolbenelement gespeicherte Energie in einen Einspritzpuls
umgesetzt wird, so daß eine definierte Brennstoffmenge schlagartig abgegeben wird.
2. Ölbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzvorrichtung derart ausgebildet ist, daß die pro Einspritzpuls abgegebenen
Brennstoffmenge einstellbar ist.
3. Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzvorrichtung mit einer Steuereinheit verbunden ist, die die Einspritzfrequenz
derart steuert, daß sie einen möglichst großen Frequenzabstand zur Resonanzfrequenz
der Brennkammer aufweist.
4. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektronische Regeleinheit mit einem Gassensor zum Messen der entstehenden
Verbrennungsgase vorgesehen ist, die nach Maßgabe des Signals des Gassensors die Frequenz
der Einspritzung und/oder die Einspritzmenge regelt.
5. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Pumpen (501) vorgesehen sind, die über eine gemeinsame Förderleitung (503)
mit einer einzigen Düse (504) verbunden sind.
6. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Pumpen (501) vorgesehen sind, die jeweils über eine Förderleitung (503)
mit jeweils einer Düse (504) in Verbindung stehen, die in einem einzigen Düsenstock
(506) angeordnet sind.
7. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Einspritzventil nach dem Festkörper-Energiespeicher-Prinzip arbeitet, wobei
ein in einem Pumpenzylinder einer mit einem Elektromagneten angetriebenen Hubkolbenpumpe
geführtes Hubkolbenelement Teilmengen des abzuspritzenden Brennstoffs während einer
nahezu widerstandslosen Beschleunigungsphase während das Hubkolbenelement kinetische
Energie speichert, vor dem Abspritzen im Pumpenbereich verdrängt, die Verdrängung
plötzlich mit der Verdrängung unterbrechenden Mitteln gestoppt wird, so daß ein Druckstoß
im in einem abgeschlossenen Druckraum befindlichen Brennstoff erzeugt wird, in dem
die gespeicherte kinetische Energie des Hubkolbenelements direkt auf den im Druckraum
befindlichen Brennstoff übertragen wird und wobei der Druckstoß zum Abspritzen von
Brennstoff durch eine Einspritzdüseneinrichtung verwendet wird.
8. Ölbrenner nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Verdrängung unterbrechenden, den Druckstoß erzeugenden Mittel außerhalb
des führenden flüssigkeitsdichten Kontaktbereichs zwischen Hubkolbenelement und Hubkolbenzylinder
der Hubkolbenpumpe angeordnet sind.
9. Ölbrenner nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Unterbrechung der Verdrängung bzw. zum Erzeugen des Druckanstiegs
als eine ein Anschlagmittel aufweisende Einrichtung (6, 50, 70, 90, 125, 218/223)
ausgebildet sind.
10. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anschlagmittel (z.B. 37) positionsverstellbar ausgeführt ist.
11. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß für die Verdrängung von Brennstoff während der Beschleunigungsphase ein Volumenspeicherelement
(6) vorgesehen ist.
12. Ölbrenner nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine elektromagnetisch angetriebene Hubkolbenpumpe (1) aufweist, die über
eine Förderleitung (2) an eine Einspritzdüseneinrichtung (3) angeschlossen ist, wobei
von der Förderleitung (2) eine Ansaugleitung (4) abzweigt, die mit einem Brennstoffvorratsbehälter
(5) in Verbindung steht und wobei an die Förderleitung (2) das Volumenspeicherelement
(6) über eine Leitung (7) angeschlossen ist.
13. Ölbrenner nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpe (1) ein Gehäuse (8) aufweist, in dem eine Ringspule (9) lagert, wobei
im Bereich des Spulendurchgangs ein Anker (10) angeordnet ist, der als zylindrischer
Körper ausgebildet und in einem Gehäusezylinder geführt ist, der sich im Bereich der
Zentrallängsachse der Ringspule (9) befindet und mittels einer Druckfeder (12) in
eine Ausgangsstellung gedrückt wird, in der er am Boden (11a) des Gehäusezylinders
anliegt, wobei an der einspritzdüsenseitigen Stirnfläche des Ankers (10) ein Förderkolben
(14) angesetzt ist, der relativ tief in einen zylindrischen Brennstofförderraum (15)
eintaucht, der koaxial zum Gehäusezylinder angeordnet ist und in Übertragungsverbindung
mit der Druckleitung (2) steht.
14. Ölbrenner nach Anspruch 12 und/oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Ansaugleitung (4) ein Rückschlagventil (16) angeordnet ist.
15. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Speicherelement (6) ein Gehäuse (22) aufweist, in dessen Hohlraum als zu verdrängendes
Organ eine Membran (23) gespannt ist, die von dem Hohlraum einen druckleitungsseitigen,
mit Brennstoff gefüllten Raum abtrennt und die im entspannten Zustand den Hohlraum
in zwei Hälften teilt, die durch die Membran gegeneinander abgedichtet sind, wobei
an der der Leitung (7) abgewandten Seite der Membran ein Leerraum angeordnet ist,
der eine gewölbeförmige Wandung (22a) als Anschlagmittel für die Membran (23) aufweist.
16. Ölbrenner nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der der Leitung (7) abgewandten Seite der Membran (23) in dem Leerraum eine
die Membran beaufschlagende Feder (24) angeordnet ist, die als Rückstellfeder für
die Membran (23) wirkt.
17. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Druckleitung (2) zwischen dem Einspritzventil (3) und dem Druckraum vor
den Abzweigungen (4, 7) ein Rückschlagventil (16a) angeordnet ist, das in dem einspritzventilseitigen
Raum einen Stauraum zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Standdrucks im Brennstoff
bildet.
18. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Verdrängungsorgan für das Speicherelement (6) ein in einem mit der Leitung
7 in Verbindung stehenden zylindrischen Gehäuse (30) geführter Speicherkolben (31)
verwendet wird, wobei der Zylinder (30) ein Leervolumen (33c) zur Verfügung stellt,
in das der Kolben (31) vom Brennstoff verdrängt werden kann.
19. Ölbrenner nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Leerraumvolumens (33c) eine Ablaufbohrung (32) angeordnet ist.
20. Ölbrenner nach Anspruch 18 und/oder 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Leerraumvolumen (33c) eine Druckfeder (34) eingespannt ist, die den Kolben
(31) in seine Ruhestellung gegen eine druckleitungsseitige Gehäusewandung (33a) drückt.
21. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Leerraumvolumen (33c) ein axial verstellbarer Anschlagbolzen (37) für den Kolben
(31) angeordnet ist, der die Gehäusewandung durchgreift und außerhalb des Gehäuses
mit einem Verstellmittel in Verbindung steht.
22. Ölbrenner einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14 und 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Brennstoffzulaufventil (16) auch als Speicherelementventil (50) ausgebildet
ist.
23. Ölbrenner nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (50) ein zylindrisches Gehäuse (51) aufweist, in das eine durchgehende
Bohrung (52) eingebracht ist, die einen druckleitungsseitigen Abschnitt (53) und einen
ansaugseitigen Abschnitt (53b) aufweist, wobei dazwischen ein radial erweiterter Ventilraum
(54) ausgebildet ist, der ein Absperrventilelement (55) aufnimmt, das einstückig aus
einer Kreisscheibe (56) großen Durchmessers und einer Kreisscheibe (57) kleinen Durchmessers
besteht, wobei die Kreisscheibe (57) auf der Seite des Bohrungsabschnitts (53) angeordnet
ist und wobei eine Ventilkörperrückstellfeder (58) das Ventilelement im Ruhezustand
gegen eine druckleitungsseitige Stirnringfläche (59) des Ventilraums (54) drückt,
die sich einerseits an der Kreisscheibe (56) und andererseits am Boden einer Ringstufe
(60) abstützt, die zentral in der der Stirnfläche (59) des Ventilraums (54) gegenüberliegenden
Stirnfläche (61) angeordnet ist, so daß die Kreisscheibe (56) dichtend zur Anlage
an die Stirnfläche (61) des Ventilraums (54) gelangen kann und wobei der Bohrungsabschnitt
(53) in Verbindung mit dem Ventilraum (54) über in der Gehäusewandung (51) angeordnete
Rinnen oder Nuten (62) steht, die zweckmäßigerweise in Richtung Ventilraum (54) sich
trichterförmig erweiternd ausgebildet sind.
24. Ölbrenner nach Anspruch 22,
gekennzeichnet, durch
ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (70).
25. Ölbrenner nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (70) in einem Ventilgehäuse (77) eine Ringspule (78) aufweist, in deren
Innenraum eine Zylinderbohrung (74) vorgesehen ist, in der ein Anker (73) geführt
wird, der mit einer federbelasteten Ventilplatte (72) in Verbindung steht und mindestens
eine quer zur Längsverstreckung des Ankers verlaufende Bohrung (75) im Bereich der
Ventilplatte aufweist, wobei der Anker (73) durch eine gegen die Platte (72) drückende
Feder (76) in eine druckleitungsseitige Endlage gedrückt wird, in der der Brennstoff
über die Bohrungen (75) und (74) und die Druckleitungsöffnung (71) mit dem Brennstoff
der Druckräume (15, 2) in Verbindung steht.
26. Ölbrenner nach Anspruch 22,
gekennzeichnet, durch
eine integrale Speicherlement-Zulaufventileinrichtung (90), die ein Gehäuse (91) aufweist,
in das eine Mittenlängsbohrung (92) eingebracht ist, die einendig über eine Öffnung
(93a) in die Druckleitung (2) und anderendig in einen zylindrischen Ventilraum (93)
mündet, wobei zudem Rinnen (94) von der Bohrung (92) zum Ventilraum (93) führen und
wobei das Ventilelement zweiteilig ausgebildet ist und einen im Ventilraum (93) geführten
Zylinder (95) umfaßt, in dessen zylindrischer durchgehender Zentralstufenbohrung ein
Kolben (96) verschiebbar geführt wird und wobei in der Außenmantelfläche des Zylinders
(95) achsparallel verlaufende Nuten (97) ausgebildet sind und wobei der Zylinder (95)
durch eine Feder (98) in seine Ruhestellung gedrückt wird, in welcher er mit seiner
einen Stirnfläche auf dem tankseitigen Boden des Ventilraums (93) aufsitzt, in den
eine vom Brennstoffbehälter kommende Brennstoffzuführleitung (99) mündet, und wobei
in oder Bohrung zur Aufnahme des Kolbens (96) tankseitig eine Feder (100) sitzt, die
den Kolben (96) gegen den druckleitungsseitigen Boden den Ventilraums (93) drückt,
so daß die Bohrung (92) abgedeckt ist, wobei im tankseitigen Innenraum des Zylinders
(95) ein Freiraum (95a) für den Kolben (96) gebildet wird.
27. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 14 und 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Speicherelement (6) baueinheitlich mit dem Förderkolben (14) der Hubkolbenpumpe
(1) ausgebildet ist.
28. Ölbrenner nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Speicherelement ein Speicherkolben (80) dient, der in einem druckleitungsseitigen
ersten Mittenlängsachsstufenbohrungsabschnitt (14b) einer zentral durch den Kolben
(14) und den Anker (10) gehenden Stufenbohrung (14a) gegen einen druckleitungsseitigen
Anschlag von einer Feder (81) gedrückt wird, wobei der Kolben (80) in der Ruhestellung
mit seiner einen Stirnfläche in den Druckraum (15) ragt und der den Speicherkolben
(80) aufnehmende Bohrungsabschnitt (14b) im Förderkolben (14) sich nach einer Stufe
(14c) zum Anker (10) hin in einem weiteren Stufenbohrungsabschnitt (14d) fortsetzt,
auf dessen Stufe (14e) sich eine Druckfeder (81) abstützt, die gegen die ankerseitige
Stirnfläche des Kolbens (80) drückt.
29. Ölbrenner nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein tankseitiges Hydraulikventil zusammen mit der Pumpe (1) und der Druckleitung
(2) in einem gemeinsamen Gehäuse (121) untergebracht sind und ein in der Brennstoffzufuhrleitung
sitzendes hydraulisch gesteuertes Brennstoffzulaufventil (122) ist, das selbsttätig
aufgrund des Bernoulli-Effekts bei einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit schließt.
30. Ölbrenner nach Anspruch 29,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Brennstoff über einen Spalt (123) in einen Ventilraum (124) des Ventils (122)
gelangt, in dem zwischen einem Ventilkegel (125) und dem zugehörigen Ventilsitz ein
schmaler Ringspalt belassen ist, der sich durch entsprechende Auslegung einer den
Ventilkegel (125) beaufschlagenden Feder (126) einstellen läßt.
31. Ölbrenner nach Anspruch 29 und/oder 30,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zur Einspritzdüse führende Druckleitung (2) an den Ausgang eines Rückschlagventils
(127) angeschlossen ist, das ebenfalls in dem Gehäuse (121) baulich vereinigt angeordnet
ist und über das der Brennstoffweg zur Einspritzdüse 3 führt.
32. Ölbrenner nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rückschlagventil (127) einen Ventilkegel (128) aufweist, der durch Vorspannung
einer Feder (129) gegen einen zugehörigen Ventilsitz gepreßt wird, wobei die Feder
(129) so ausgelegt ist, daß das Ventil (127) geschlossen ist, wenn der in Richtung
Druckleitung (2) anliegende Druck unterhalb desjenigen Wertes liegt, der zu einem
Ausstoß von Brennstoff über die Einspritzdüse (3) führt, die mittelbar an das Ventil
(127) angeschlossen ist.
33. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 32,
gekennzeichnet, durch
eine hydraulische Dämpfungseinrichtung für das Ankerelement (10) der Hubkolbenpumpe.
34. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hydraulische Dämpfeinrichtung nach Art einer Kolbenzylinderanordnung aufgebaut
ist, wobei auf dem Anker (10) zentral ein zylindrischer Vorsprung (10a) ausgebildet
ist, der im letzten Abschnitt der Ankerrückstellbewegung in eine Sackzylinderborhung
(11b) im Boden (11a) des Zylinders paßt, wobei im Anker (10) in Längsrichtung verlaufende
Nuten (10b) angeordnet sind, die den ankerrückseitigen Raum mit dem ankervorderseitigen
Raum im Pumpenzylinder verbinden.
35. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vom Förderkolben (14) durchsetzte Pumpenraum (11) vor dem Kolben (10) verbunden
ist mit dem an der Ankerrückseite angrenzenden Raum (11) durch Bohrungen (10d), die
im Bereich der Ankerrückseite in einen zentralen Überströmkanal (10c) münden, wobei
ein zentraler Stift (8a) eines Stoßdämpfers (8b) mit einer Kegelspitze (8c) in Richtung
Mündung des Überströmkanals (10c) ragt.
36. Ölbrenner nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zentrale Stift (8a) rückwärtig ein Loch (8d) im Boden (11a) durchgreift, das
in einen Dämpfungsraum (8e) mündet, wobei der Stift (8a) im Dämpfungsraum mit einem
Ring (8f) endet, der einen größeren Durchmesser aufweist als das Loch (8d), und wobei
sich am Boden des Dämpfungsraums eine Feder (8g) abstützt, die gegen den Ring (8f)
drückt, und wobei ein Kanal (8h) den Dämpfungsraum (8e) mit dem rückwärtigen Ankerraum
(11) verbindet.
37. Ölbrenner nach Anspruch 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Stift (8a) zentral eine durchgehende Verdrängungsbohrung (8i) angeordnet ist,
durch die Dämpfungsmedium in den Überströmkanal (10c) gedrückt werden kann.
38. Ölbrenner nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker (10) bei der Rückstellbewegung eine Pumpeinrichtung bedient, die gleichzeitig
eine Dämpfungseinrichtung für den Anker (10) gewährleistet.
39. Ölbrenner nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Pumpe (260) an dem rückwärtigen Boden (11a) des Pumpengehäuses (8)
angeschlossen ist, die ein Gehäuse (261) aufweist, in dessen Pumpenraum (261b) ein
Pumpenkolben (262) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (262a) in den Arbeitsraum (11)
des Ankers (10) ragt, wobei der Kolben (262) beaufschlagt wird von einer Rückstellfeder
(263), die sich am Gehäuseboden (261a) im Bereich eines Auslasses (264) abstützt.
40. Ölbrenner nach Anspruch 39,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpenraum (261b) über eine Zufuhrleitung (265) in Verbindung mit einem Vorratsbehälter
(266) steht, wobei in die Zufuhrleitung (265) ein Rückschlagventil (267) eingesetzt
ist.
41. Ölbrenner nach Anspruch 33 und/oder 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sackzylinderbohrung (11b) im Durchmesser größer als der Durchmesser des zylindrischen
Vorsprungs (10a) ist und der Vorsprung (10a) oder die Sackzylinderbohrung (11b) einen
Dichtlippenring (10e) bzw. (10d) aufweisen, wobei die Dichtlippenringe die Kolbenabdichtung
für den Vorsprung (10a) bilden.
42. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10 und 33 bis 41,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker als Pumpenzylinder (210) ausgebildet ist, wobei der Gehäuseinnenraum
(202) durch einen sich radial nach innen erstreckenden Ring (203) in einen tankseitigen
und einen druckleitungsseitigen Innenraumbereich abgeteilt wird und wobei druckleitungsseitig
gegen eine Ringkante des Rings (203) ein formschlüssig und fest in diesem Innenraum
sitzender Ringwulst (204) eines Kolbens (205) der Hubkolbenpumpe (1) gesetzt ist,
der die Ringöffnung (206) des Rings (203) mit Abstand durchgreift und in den tankseitigen
Bereich des Innenraums (202) ragt, wo er in eine durchgehende Bohrung (217) des Ankerzylinders
(210) eingreift.
43. Ölbrenner nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205) von einer durchgehenden Bohrung (207) duchsetzt ist, die im tankseitigen
Endbereich des Kolbens erweitert ausgebildet ist und dort ein Rückschlagventil (208)
lagert, das von einer Schraubenfeder (209) in Richtung Tankseite für die Schließstellung
gegen einen Ventilsitz (209a) gedrückt wird.
44. Ölbrenner nach Anspruch 42 und/oder 43,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem im tankseitigen Innenraumbereich des Innenraums (202) befindlichen Teil
des Kolbens (205) formschlüssig und gleitbar der Pumpenzylinder (210) der Hubkolbenpumpe
sitzt, der von einer sich einendig auf dem Ring (203) und anderendig an einer Ringstufe
(212) des Zylinders (210) abstützenden Schraubenfeder (211) mit seiner tankseitigen
Stirnringfläche (214) gegen eine Ringstufe (213) im Innenraum (202) gedrückt wird,
wobei ein die Stirnringfläche (214) überragender Ventilstutzen (215) mit radialem
Abstand ein Stück in den in diesem Bereich radial verengten Innenraum (202) ragt und
wobei die druckleitungsseitige Stirnringfläche des Zylinders (210) im Abstand vom
Ring (203) angeordnet ist und somit ein Bewegungsraum für den Zylinder (210) geschaffen
wird.
45. Ölbrenner nach Anspruch 44,
dadurch gekennzeichnet,
daß der formschlüssig an der Innenwandung des Innenraums (202) geführt sitzende Zylinder
(210) achsparallele stirnseitig offene Längsnuten (216) in der Mantelfläche aufweist,
und daß die den Pumpenzylinder (210) durchsetzende, durchgehende, den Kolben (205)
aufnehmende Bohrung (217) tankseitig ein dem Kolben 205 vorgeordnetes Stößelventil
lagert, dessen Stößelteller (218) im Abstand von der Stirnringfläche des Kolbens (205)
in einer kurzen Bohrungserweiterung angeordnet ist und dessen Stößelstiel (219) die
verengte Bohrung (217a) im Ventilstutzen (215) - sich gegen die Innenwandung der Bohrung
(217a) abstützend - durchgreift und in den verengten Innenraum (202a) ragt.
46. Ölbrenner nach Anspruch 45,
dadurch gekennzeichnet,
daß am freien Ende des Stößelstiels (219) ein Teller (220) befestigt ist, der Löcher
(221) aufweist, wobei der Stößelstiel (219) noch ein Stück über den Teller (220) hinausragt,
und gegen die tankseitige Bodenfläche (222) des Innenraums (202a) stößt, wobei der
Stößelstiel (219) so lang gewählt ist, daß der Stößelteller (218) von seinem Ventilsitz
(223) der verengten Bohrung (217a) abgehoben ist, so daß ein bestimmter Spalt "X"
gebildet wird.
47. Ölbrenner nach Anspruch 46,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schraubenfeder (224) die Stellung des Stößelventils in der Ruhestellung der
Hubkolbenpumpe stabilisiert, indem sich die Feder (224) einendig auf der Stirnringfläche
(214) des Zylinders (210) und anderendig gegen den Teller (220) abstützt.
48. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 47,
dadurch gekennzeichnet,
daß von der Bodenfläche (222) sich achsparallele Bohrungen (225) in die Bodenwandung
erstrecken und in einen axialen Ventilraum (226) münden, in dem ein von einer Schraubenfeder
(228) in Tankrichtung gegen einen Ventilsitz (227) gedrückter Ventilteller (229) angeordnet
ist, der peripher vom Ventilsitz (227) abdeckbare Rillen (230) aufweist, so daß das
Ventil durch einen tankanschlußseitigen Druck gegen die Belastung der Feder (228)
geöffnet werden kann und einen Durchgang vom Ventilraum (226) zu den Bohrungen (225)
geschaffen wird.
49. Ölbrenner nach Anspruch 42,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205) einstückig mit der Stirnwandung (200d) des Gehäuses (200) ausgebildet
ist, wobei das Standdruckventil (208, 209) druckleitungsseitig dem Kolben (205) in
einem Rohrstutzen (208a) vorgeordnet ist und die druckleitungsseitige Mündung der
durch den Kolben (205) gehenden Bohrung (207) abdeckt.
50. Ölbrenner nach Anspruch 49,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelstiel (219) relativ kurz ausgebildet ist und über die tankseitige Stirnringfläche
(214) des Zylinders (210) nur um das Ventilspiel herausragen kann.
51. Ölbrenner nach Anspruch 50,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnringfläche (214) im Bereich der Stirnwandung (200c) gegen einen dort
gelagerten Kunststoffblock (231) stößt, der Durchgangsbohrungen (232) aufweist, die
peripher in Nuten (233) münden, die mit dem tankseitigen Innenraum (202) in Verbindung
stehen, wobei vom tankseitigen Innenraum (202) Bohrungen (234) zum erweiterten Bohrungsbereich
der Bohrung (217) im Zylinder (210) führen und wobei die Bohrungen (232) in den zum
Tank führenden axialen Ventilraum (226) münden, der in einem Rohrstutzen (226a) untergebracht
ist.
52. Ölbrenner nach Anspruch 51,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrungserweiterung der Bohrung (217) in der der Stößelteller (218) aufgenommen
ist, druckleitungsseitig eine Ringstufe (235) bildet, die sich in der Ruhestellung
des Stößelventils nur in geringem Abstand vor dem Stößelteller (218) befindet und
gegen die der Stößelteller (218) stößt, wenn der Stößel trägheitsbedingt bei der Rückstellbewegung
des Zylinders (210) vom Ventilsitz abhebt und/oder das Ventil vom Kunststoffblock
(231) bei der Rückstellbewegung des Zylinders (210) rückgeprellt werden sollte.
53. Ölbrenner nach Anspruch 52,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Stirnfläche der Ringstufe (235) Ausnehmungen (235a) eingebracht sind, die
einen ungehinderten Durchfluß des Brennstoffs gewährleisten.
54. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 51 bis 53,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnringfläche (214) mit geringem Abstand von der Oberfläche des Kunststoffblocks
(231) angeordnet ist.
55. Ölbrenner nach Anspruch 54,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Stirnringfläche (214) vorstehende Abstützstege (214a) angeordnet sind.
56. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 55,
gekennzeichnet,durch
eine Ankerdämpfungseinrichtung im freien Endbereich des Stößelstiels (219), wobei
dort ein Flanschring (219a) angeordnet ist, der die Stirnringfläche (214) ein Stück
seitlich übergreift und an der Stirnringfläche (214) anliegen kann, und wobei in der
Oberfläche des Kunststoffblocks (231) eine dem Flanschring (219a) entsprechende Ausnehmung
(231a) eingebracht ist, in die der Flanschring (219a) etwa formschlüssig paßt.
57. Ölbrenner nach Anspruch 56,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke des Flanschrings (219a) etwas größer als die Tiefe der Ausnehmung (231a)
ausgeführt ist.
58. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 57,
dadurch gekennzeichnet, daß in der druckleitungsseitigen Stirnwand (200d) eine Bohrung (234) angeordnet ist,
die vom druckleitungsseitigen Innenraum (202) nach außen führt und auf die zweckmäßigerweise
außenseitig ein Stutzen (237) mit einer Durchgangsbohrung (238) gesetzt ist, wobei
durch die Bohrung (236) und den Ablaufstutzen (237) während der Startphase der Pumpe
1 bzw. des Ölbrenners oder laufend Brennstoff vom Anker-Zylinder (210) abgepumpt werden
kann.
59. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 41 bis 58,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Innenwandung des druckleitungsseitigen Innenraums (202) eine sich an der
Stirnwandung (200b) abstützende Druckfeder (238a) angeordnet ist, gegen die bei der
Beschleunigung des Ankerzylinders (210) eine Stirnringfläche (239) des Ankerzylinders
stößt und dabei die Feder komprimiert.
60. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 59,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (210) als kolbenartiges Ankerelement im Innenraum (202) flüssigkeitsdicht
geführt wird.
61. Ölbrenner nach Anspruch 60,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein teilweise in der Ankerzylinderbohrung (217) sitzender Kolben (205a) axial
bewegbar gelagert ist und Teil der Abspritzventileinrichtung (3) ist.
62. Ölbrenner nach Anspruch 61,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abspritzventileinrichtung (3) eine Ventilkappe (3b) aufweist, die in die Stirnwand
(200d) des Gehäuses (200) in den einspritzventilseitigen Innenraum (202) greifend
eingeschraubt ist, der Kolben (205a) in seiner Ruhestellung mit einer im Durchmesser
reduzierten Stirnfläche (205b) die Einspritzdüsenbohrung (3d) abdeckt und die im Durchmesser
reduzierte Fläche (205b) mit einem Kegelstumpf (205c ) in den zylindrischen Teil des
Kolbens (205a) übergeht.
63. Ölbrenner nach Anspruch 62,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (205a) in der Ankerzylinderbohrung (217) von einer Druckfeder (240)
gegen die Einspritzdüsenbohrung (3d) gedrückt wird, wobei sich die Druckfeder (240)
anderendig gegen eine in der Ankerzylinderbohrung (217) angeordnete Zwischenwand (241)
abstützt, die die Bohrung (217) in einen einspritzdüsenseitigen und in einen tankseitigen
Bereich abteilt.
64. Ölbrenner nach Anspruch 63,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Bohrung (242) von der Stirnringfläche (212) durch den Ankerzylinder
(210) in den erweiterten Zylinderbohrungsraum des tankseitigen Bereichs der Bohrung
(217) führt, in dem der Stößelteller (218) aufgenommen ist, und daß eine Bohrung (243)
durch den Ankerzylinder (210) vom einspritzdüsenseitigen Bereich der Bohrung (217)
in den tankseitigen Innenraum (202) geht, wobei der mittlere Bereich des Anker-Zylinders
(210) formschlüssig und nahezu flüssigkeitsdicht an der Innenwandung des Innenraums
(202) sitzt.
65. Ölbrenner nach Anspruch 64,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker-Zylinder (210) im tankseitigen Bereich des Innenraums (202) Nuten aufweist,
wobei die Nutstege an der Innenwandung des Innenraums (202) anliegen und dort Führungen
für den Anker-Zylinder (210) bilden.
66. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 42 bis 60,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzdüse (3) unmittelbar in der Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) untergebracht
ist und eine Ventilkappe (3b) mit einem Ventilsitz (3c) für ein Stößelventil (244)
aufweist, dessen Ventilteller (245) von außen gegen den Ventilsitz (3c) gezogen wird
und dessen Stößelstiel (246) die dem Ventilsitz (3c) nachfolgende Kappenbohrung (3d)
frei oder durch Rippen (247) radial abgestützt durchgreift sowie frei durch die Ankerzylinderbohrung
(217) geht und kurz vor dem erweiterten Bereich der Bohrung (217) endet, in dem der
Stößelteller (218) des Stößelventils (218, 219)aufgenommen ist, wobei am freien Ende
des Stößelstiels (246) ein Löcher oder radiale Ausnehmungen (248) aufweisender Ring
(248a) befestigt ist, gegen den sich einspritzventilseitig eine Druckfeder (250) abstützt,
die anderendig an der Stirnwand (200d) des Gehäuses (200) bzw. an der Ventilkappe
(3b) anliegt, wobei der Ankerzylinder (210) lediglich die Durchgangsbohrung (217a)
und keine radialen Nuten aufweist, sondern formschlüssig und flüssigkeitsdicht an
der Innenwandung des Innenraums (202) anliegt und wobei der Stößelteller (218) nach
einem bestimmten Hubweg auf den Stößelstiel (246) bei der Pumpbewegung stößt.
67. Ölbrenner nach Anspruch 66,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößelstiel (246) des Stößelventils (244) kürzer ausgeführt ist und in der
Ruhestellung der Pumpe (1) nur bis in den einspritzventilseitigen Endbereich der Anker-zylinderbohrung
(217) reicht, wobei zusätzlich eine weitere Druckfeder (251) von der Tankseite her
gegen den Ring (24-8a) drückt, die sich einendig gegen eine eine zentrale Bohrung
(217d) aufweisende Wandung (217e) abstützt, die die Bohrung (217) in einen einspritzventilseitigen
und einen tankseitigen Bereich unterteilt, die über die Bohrung (217d) in Verbindung
stehen.
68. Ölbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 67,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine den Brennstofffluß verzögernde Einrichtung vorgesehen ist, durch deren Betätigung
die kinetische Energie des beschleunigten Brennstoffes schlagartig in eine den Brennstoff
über die Einspritzdüse abspritzenden Stoßwelle umgewandelt wird.
69. Ölbrenner nach Anspruch 68,
dadurchgekennzeichnet,
daß eine gemeinsame elektronische Steuereinrichtung (608) für die Pumpe (602) und
die elektrisch betätigbare Verzögerungseinrichtung (606) vorgesehen ist.
1. Oil burner for a heating installation with a combustion chamber, into which fuel is
fed by a fuel supply element,
characterized in that
the fuel supply element is an injection device working according to the energy-storage
principle and having a pump (1) and a nozzle device (3), designed such that the fuel
and/or a reciprocating piston element of the pump (1) are accelerated during an acceleration
phase and means are provided to interrupt the acceleration phase so that the energy
stored in the fuel and/or the reciprocating piston element is converted into an injection
pulse, such that a defined quantity of fuel is ejected abruptly.
2. Oil burner according to Claim 1,
characterized in that
the injection device is designed such that the quantity of fuel ejected by each injection
pulse is adjustable.
3. Oil burner according to Claims 1 or 2,
characterized in that
the injection device is coupled to a control unit which controls the injection frequency
in such a way that the said frequency is as different as possible from the resonance
frequency of the combustion chamber.
4. Oil burner according to any of Claims 1 to 3,
characterized in that
an electronic regulator with a gas sensor to measure the combustion gases produced
is provided, which, according to the signal from the gas sensor, regulates the injection
frequency and/or the quantity injected.
5. Oil burner according to any of Claims 1 to 4,
characterized in that
several pumps (501) are provided, which are connected via a common supply line (503)
to a single nozzle (504).
6. Oil burner according to Claims 1 to 4,
characterized in that
several pumps (501) are provided, each of which is connected via a supply line (503)
to one nozzle (504) in each case, the said nozzles being arranged in a single nozzle
assembly (506).
7. Oil burner according to Claims 1 to 6,
characterized in that
the injection valve operates according to the solid-body energy storage principle,
whereby a reciprocating piston element moving in a pump cylinder of an electromagnetically
driven reciprocating piston pump displaces portions of the fuel to be injected in
the pump area before injection during a virtually resistance-free acceleration phase
while the reciprocating piston element stores kinetic energy, the displacement is
suddenly stopped by means which interrupt it so that a pressure pulse is produced
in the fuel present in a closed pressure chamber, in which the stored kinetic energy
of the reciprocating piston element is transferred directly to the fuel in the pressure
chamber, and such that the pressure pulse is used to inject fuel through an injection
nozzle device.
8. Oil burner according to Claim 7,
characterized in that
the means provided for interrupting the displacement and so producing the pressure
pulse are located outside the guiding, liquid-tight contact zone between the reciprocating
piston element and the cylinder of the reciprocating pump.
9. Oil burner according to Claims 7 or 8,
characterized in that
the means provided for interrupting the displacement and so producing the pressure
pulse are in the form of a device (6, 50, 70, 90, 125, 218/223) comprising an end-stop.
10. Oil burner according to any of Claims 1 to 3,
characterized in that
the position of the end-stop (e.g. 37) is adjustable.
11. Oil burner according to one or more of Claims 7 to 10,
characterized in that
a volume storage element (6) is provided for the displacement of fuel during the acceleration
phase.
12. Oil burner according to Claim 11,
characterized in that
it comprises an electromagnetically driven reciprocating piston pump (1) connected
via a supply line (2) to an injection nozzle device (3), with a suction line (4) which
branches off the supply line (2) and is connected to a fuel tank (5), and such that
the volume storage element (6) is connected to the supply line (2) by a pipe (7).
13. Oil burner according to Claim 12,
characterized in that
the pump (1) has a housing (8) in which there is a toroidal coil (9) with an armature
(10) positioned in the area of the coil's central passage, the said armature being
a cylindrical body guided in a cylinder of the housing, being located in the area
of the central longitudinal axis of the toroidal coil (9), and being pushed to a starting
position by a compression spring (12), in which it rests against the bottom (11a)
of the housing cylinder, with a discharge piston (14) attached to the end of the armature
(10) facing the injection nozzle, the said piston penetrating relatively deeply into
a cylindrical fuel supply chamber (15) arranged coaxially with the housing cylinder
and connected to the pressure line (2).
14. Oil burner according to Claim 12 and/or Claim 13,
characterized in that
a non-return valve (16) is fitted in the suction line (4).
15. Oil burner according to one or more of Claims 11 to 14,
characterized in that
the storage element (6) comprises a housing (22) across whose hollow space a membrane
(23) is stretched as the organ to be displaced, the said membrane separating off a
space on the pressure-line side filled with fuel and, when in the unstressed condition,
dividing the hollow space into two halves sealed off from one another by the membrane,
such that on the side of the membrane facing away from the pipe (7) there is an empty
space which has a domed wall (22a) as the contact surface for the membrane (23).
16. Oil burner according to Claim 15,
characterized in that
on the side of the membrane (23) facing away from the pipe (7), in the empty space,
a spring (24) that acts on the membrane is arranged, which serves as a return spring
for the membrane (23).
17. Oil burner according to one or more of Claims 12 to 16.
characterized in that
in the pressure line (2) between the injection valve (3) and the pressure chamber
ahead of the branches (4, 7) a non-return valve (16a) is fitted, which creates a pressure
zone in the space on the injection valve side so as to maintain a certain static pressure
of the fuel.
18. Oil burner according to one or more of Claims 11 to 14,
characterized in that
a storage piston (31) guided in a cylindrical housing (30) that communicates with
the pipe (7) is used as the displacement organ for the storage element (6), such that
the cylinder (30) provides an empty volume (33c) into which the piston (31) can be
displaced by the fuel.
19. Oil burner according to Claim 18,
characterized in that
a drain hole (32) is positioned in the area of the empty volume (33c).
20. Oil burner according to Claim 18 and/or Claim 19,
characterized in that
a compression spring (34) is located in the empty volume (33c), which pushes the piston
(31) to its rest position against a housing wall (33a) on the pressure-line side.
21. Oil burner according to one or more of Claims 18 to 20,
characterized in that
an axially adjustable end-stop striker (37) for the piston (31) is positioned in the
empty volume (33c), which passes through the housing wall and is connected to means
of adjustment outside the housing.
22. Oil burner according to one or more of Claims 7 to 14 and 17,
characterized in that
the fuel supply valve (16) is also designed as a storage element valve (50).
23. Oil burner according to Claim 22,
characterized in that
the valve (50) comprises a cylindrical housing (51) in which a through-hole (52) is
formed, which has a section (53) on the pressure-line side and a section (53b) on
the suction side, between which there is a radially expanded valve space (54) that
contains a cut-out valve element (55), the said valve element consisting in one piece
of a circular disc (56) of larger diameter and a circular disc (57) of smaller diameter,
such that the disc (57) is positioned on the side of the hole section (53) and a valve
body return spring (58) presses the valve element in its rest position against a front
flange surface (59) of the valve space (54) on the pressure line side, the said spring
resting at one end against the circular disc (56) and at the other end against the
bottom of an annular step (60) positioned centrally in the front surface (61) opposite
the flange surface (59) of the valve space (54), so that the circular disc (56) can
move to form a seal against the front surface (61) of the valve space (54) and such
that the hole section (53) communicates with the valve space (54) via channels or
grooves (62) arranged in the housing wall (51), the said grooves preferably widening
out in a funnel shape towards the direction of the valve space (54).
24. Oil burner according to Claim 22,
characterized in that
it comprises an electromagnetically controlled valve (70).
25. Oil burner according to Claim 24,
characterized in that
the valve (70) comprises a toroidal coil (78) in a valve housing (77), inside which
a cylindrical bore (74) is provided in which an armature (73) is guided, which is
connected to a spring-loaded valve plate (72) and has at least one hole (75) extending
transversely to the length of the armature in the area of the valve plate, such that
by means of a spring (76) acting on the plate (72), the armature (73) is pushed to
an end position on the pressure-line side in which the fuel communicates with the
fuel in the pressure chambers (15, 2) via the holes (75) and (74) and the pressure-line
opening (71).
26. Oil burner according to Claim 22,
characterized in that
it comprises an integral storage element/supply valve device (90) having a housing
(91), half-way along whose length a hole (92) is formed which at one end opens via
an aperture (93a) into the pressure line (2) and at the other end into a cylindrical
valve space (93), such that in addition channels (94) lead from the hole (92) to the
valve space (93) and such that the valve element is formed in two parts and comprises
a cylinder (95) guided in the valve space (93), in whose cylindrical through-going
central stepped bore a piston (96) is guided and can move, and such that grooves (97)
running parallel to the axis are formed in the outer surface of the cylinder (95),
and such that the cylinder (95) is pushed by a spring (98) to its rest position in
which one of its end surfaces rests against the bottom of the valve space (93) on
the tank side, into which a fuel supply line (99) coming from the fuel tank opens,
and such that in the bore accommodating the piston (96) on the tank side there is
a spring (100) which pushes the piston (96) against the bottom of the valve space
(93) on the pressure-line side, so that the hole (92) is covered, so that in the interior
space of the cylinder (95) on the tank side a free space (95a) for the piston (96)
is formed.
27. Oil burner according to one or more of Claims 7 to 14,
characterized in that
the storage element (6) is formed integrally with the discharge piston (14) of the
reciprocating piston pump (1).
28. Oil burner according to Claim 27,
characterized in that
a storage piston (80) serves as the storage element, which, in a first section (14b)
of a central longitudinal axial stepped bore (14a) passing centrally through the piston
(14) and the armature (10), is pushed by a spring (81) against an end-stop on the
pressure-line side, such that in its rest position one end-face of the piston (80)
projects into the pressure chamber (15) and the bore section (14b) in the discharge
piston (14) accommodating the storage piston (80) continues after a step (14c) towards
the armature (10) and on to a further stepped bore section (14d), against whose step
(14e) a compression spring (81) rests, which presses against the end-face of the piston
(80) on the armature side.
29. Oil burner according to Claim 11,
characterized in that
a hydraulic valve on the tank side, together with the pump (1) and the pressure line
(2), are accommodated in a common housing (121) and a hydraulically controlled fuel
supply valve (122) is fitted in the fuel supply line, the said valve closing automatically
by virtue of the Bernoulli effect at a given through-flow rate.
30. Oil burner according to Claim 29,
characterized in that
the fuel passes via a gap (123) into a valve space (124) of the valve (122), in which
a narrow annular gap is formed between a valve cone (125) and the associated valve
seat, the said gap being adjustable by appropriate positioning of a spring (126) that
acts on the valve cone (125).
31. Oil burner according to Claim 29 and/or Claim 30,
characterized in that
the pressure line (2) leading to the injection nozzle is connected to the outlet of
a non-return valve (127) which is also integrated in the housing (121) and via which
the fuel path leads to the injection nozzle (3).
32. Oil burner according to Claim 31,
characterized in that
the non-return valve (127) comprises a valve cone (128) which is pressed by the prestressing
of a spring (129) against an associated valve seat, the spring (129) being positioned
so that the valve (127) is closed when the pressure acting in the direction of the
pressure line (2) is below a value which causes fuel to be ejected from the injection
nozzle (3) connected indirectly to the valve (127).
33. Oil burner according to one or more of Claims 7 to 32,
characterized in that
it comprises a hydraulic damping device for the armature element (10) of the reciprocating
piston pump.
34. Oil bumer according to Claim 33,
characterized in that
the hydraulic damping device is constructed as a piston and cylinder arrangement,
such that on the armature (10) there is centrally a cylindrical projection (10a) which,
in the last section of the armature's return motion, moves into a blind cylinder bore
(11b) in the bottom (11a) of the cylinder, so that longitudinal grooves (10b) in the
armature (10) connect the space behind the armature to the space ahead of the armature
in the pump cylinder.
35. Oil burner according to Claim 33,
characterized in that
the pump space (11) ahead of the piston (10) through which the discharge piston (14)
passes is connected to the space (11) at the back of the armature by holes (10d),
which open into a central overflow channel (10c) in the area of the back of the armature,
and a central pin (8a) of a shock-absorber (8b) projects with its conical point (8c)
towards the opening of the overflow channel (10c).
36. Oil burner according to Claim 35,
characterized in that
the central pin (8a), at the back, passes through a hole (8d) in the bottom (11a)
which opens into a damping space (8e), such that the pin (8a) ends in a ring (8f)
inside the damping space, the said ring having a larger diameter than the hole (8d),
and such that a spring (8g) rests against the bottom of the damping space, the said
spring pressing against the ring (8f), and such that a channel (8h) connects the damping
space (8a) to the space (11) at the back of the armature.
37. Oil burner according to Claim 35,
characterized in that
a through-going displacement hole (8i) is made centrally in the pin (8a), through
which the damping medium can be pressed into the overflow channel (10c).
38. Oil burner according to Claim 33,
characterized in that
during its return motion the armature (10) acts as a pump device, which at the same
time ensures that the armature (10) is damped.
39. Oil burner according to Claim 38,
characterized in that
a second pump (260) is connected to the bottom (11a) at the back of the pump housing
(8), which comprises a housing (261) in whose pump space (261b) there is a pump piston
(262) whose piston rod (262a) projects into the working space (11) of the armature
(10), and the piston (262) is acted upon by a restoring spring (263) that rests against
the bottom (26 la) of the housing in the area of an outlet (264).
40. Oil burner according to Claim 39,
characterized in that
the pump space (261b) communicates with a reservoir (266) via a supply line (265),
and a non-return valve (267) is fitted in the said supply line (265).
41. Oil burner according to Claim 33 and/or Claim 34,
characterized in that
the blind cylinder bore (11b) has a diameter larger than that of the cylindrical projection
(10a) or the blind cylinder bore (11b) comprises a sealing-lip ring (10e) or (10d),
such that the sealing-lip ring forms the piston seal for the projection (10a).
42. Oil burner according to one or more of Claims 7 to 10 and 33 to 41,
characterized in that
the armature is formed as a pump cylinder (210), such that the interior space (202)
of the housing is divided by an inwards-extending ring into interior space areas on
the tank side and on the pressure-line side, and on the pressure-line side an annular
bead (204) of a piston (205) of the reciprocating piston pump (1) rests form-closingly
and firmly in this interior space against a ring edge of the ring (203), which passes
through the ring opening (206) of the ring (203) with some clearance and projects
into the area of the interior space (202) on the tank side, where it engages in a
through-hole (217) of the armature cylinder (210).
43. Oil burner according to Claim 42,
characterized in that
the piston (205) is penetrated by a through-hole (207) which is wider at the end of
the piston nearest the tank and there accommodates a non-return valve (208), which
for its closed position is pressed by a helical spring (209) in the direction towards
the tank and against a valve seat (209a).
44. Oil burner according to Claim 42 and/or Claim 43,
characterized in that
the pump cylinder (210) of the reciprocating piston pump rests form-closingly and
can slide against the part of the piston (205) located within and on the tank side
of the interior space (202), the said cylinder being pushed by a helical spring (211)
one end of which rests against the ring (203) while the other end rests against a
ring step (212) of the cylinder (210) so that its front flange surface (214) on the
tank side is pushed against a ring step (213) within the interior space (202), such
that a valve stem (215) projecting beyond the front flange surface (214) extends with
radial clearance a short way into the interior space (202) which is radially narrower
in this area, and such that the front flange face of the cylinder (210) on the pressure-line
side is positioned at a distance from the ring (203) so that there is room for the
cylinder (210) to move.
45. Oil burner according to Claim 44,
characterized in that
the cylinder (210) guided form-closingly against the inner wall of the interior space
(202) comprises around its surface longitudinal grooves (216) parallel to its axis
and open at the front, and the through-hole (217) passing through the pump cylinder
(210) and accommodating the piston (205) houses on the tank side a tappet valve before
the piston (205), whose tappet head is positioned a distance away from the front flange
surface of the piston (205) in a short section where the hole is enlarged, and whose
tappet rod (219) passes through the narrowed hole (217a) in the valve stem (215) -
resting against the inner wall of the hole (217a) - and projects into the narrower
interior space (202a).
46. Oil burner according to Claim 45,
characterized in that
at the free end of the tappet rod (219) a disc is attached, which has holes (221),
and the tappet rod (219) projects a short way beyond the disc (220), and contacts
the tank-side bottom surface (222) of the interior space (202a), the length of the
tappet rod (219) being chosen such that the tappet disc (218) is lifted clear of its
valve seat (223) in the narrower hole (217a), forming a certain gap "X".
47. Oil burner according to Claim 46,
characterized in that
a helical spring (224) stabilizes the position of the tappet valve in the rest position
of the reciprocating piston pump, inasmuch as the spring (224) rests at one end against
the front flange surface (214) of the cylinder (210) and at the other end against
the disc (220).
48. Oil burner according to one or more of Claims 42 to 47,
characterized in that
from the bottom surface (222) axially parallel holes extend into the bottom wall and
open into an axial valve space (226), in which a valve disc (229) pressed by a helical
spring (228) in the tank direction against a valve seat (227) is arranged, the said
disc having peripheral grooves (230) that can be covered by the valve seat, so that
the valve can be opened by pressure on the tank connection side against the force
of the spring (228) and a passage is opened from the valve space (226) to the holes
(225).
49. Oil burner according to Claim 42,
characterized in that
the piston (205) is formed in one piece with the front wall (200d) of the housing
(200), such that the static pressure valve (208, 209) on the pressure-line side is
positioned in a pipe section before the piston (205) and covers the mouth on the pressure-line
side of the hole (207) passing through the piston (205).
50. Oil burner according to Claim 49,
characterized in that
the tappet rod is relatively short and can only project beyond the tank-side front
flange surface (214) of the cylinder (210) by an amount equal to the valve clearance.
51. Oil burner according to Claim 50,
characterized in that
in the area of the front wall (200c) the front flange surface (214) makes contact
with a plastic block (231) fixed there, the said block having through-holes (232)
which open peripherally into grooves (233) which communicate with the interior space
(202) on the tank side, such that from the tank-side interior space (202) holes (234)
lead to the widened hole section of the hole (217) in the cylinder (210), and such
that the holes (232) open into the axial valve space (226) leading to the tank, which
is located in a pipe section (226a).
52. Oil burner according to Claim 51,
characterized in that
the wider part of the hole (217) in which the tappet disc (218) is accommodated, forms
on the pressure-line side an annular step (235) which, in the rest position of the
tappet valve, is only a small distance in front of the tappet disc (218) and makes
contact against the disc (218) when, by inertia, the tappet is lifted off the valve
seat during the return movement of the cylinder and/or the valve rebounds off the
plastic block (231) during the return movement of the cylinder (210).
53. Oil burner according to Claim 52,
characterized in that
recesses (235a) are formed in the front surface of the ring step (235), which ensure
unimpeded through-flow of the fuel.
54. Oil burner according to one or more of Claims 51 to 53,
characterized in that
the front flange surface (214) is positioned a small distance away from the surface
of the plastic block (231).
55. Oil burner according to Claim 54,
characterized in that
projecting support webs (214a) are arranged on the front flange surface (214).
56. Oil burner according to one or more of Claims 42 to 55,
characterized in that
it comprises an armature-damping device in the free end area of the tappet stem (219),
such that a flange ring (219a) is positioned there which spans some way from the side
across the front flange surface (214) and may rest against the front flange surface
(214), and such that in the surface of the plastic block (231) there is a recess (231a)
corresponding to the flange ring (219a), into which the flange ring (219a) fits somewhat
form-closingly.
57. Oil burner according to Claim 56,
characterized in that
the thickness of the flange ring (219a) is a little larger than the depth of the recess
(231a).
58. Oil burner according to one or more of Claims 42 to 57,
characterized in that
a hole (234) is positioned in the front face (200d) on the pressure-line side, which
leads from the interior space (202) on the pressure-line side outwards and over which,
preferably on the outside, a connection piece (237) with a through-hole (238) is placed,
such that through the hole (236) and the discharge pipe (237) fuel can be pumped away
from the armature-cylinder (210) during the start-up phase of the pump (1) or the
oil burner, or while they are running.
59. Oil burner according to one or more of Claims 41 to 58,
characterized in that
on the inner wall of the interior space (202) on the pressure-line side, a compression
spring (238a) is positioned resting against the front wall (200b), against which a
front flange surface (239) of the armature cylinder is pressed when the armature cylinder
(210) accelerates, so that the said spring is compressed.
60. Oil burner according to one or more of Claims 42 to 59,
characterized in that
the cylinder (210) is guided as a piston-like armature element in the interior space
(202) in a fluid-tight way.
61. Oil burner according to Claim 60,
characterized in that
a piston (205a) located partially within the armature cylinder bore (217) can move
axially and forms part of the injection valve device (3).
62. Oil burner according to Claim 61,
characterized in that
the injection valve device (3) comprises a valve cap (3b) which is screwed firmly
into the front wall (200d) of the housing (200) in the interior space (202) on the
injection valve side, the piston (205a) in its rest position covers the injection
nozzle hole (3d) with a front surface (205b) of reduced diameter, and the surface
(205b) of reduced diameter develops via a conical frustum (205c) into the cylindrical
part of the piston (205a).
63. Oil burner according to Claim 62.
characterized in that
the piston (205a) in the armature cylinder bore (217) is pushed by a compression spring
(240) against the injection nozzle hole (3d), with the other end of the compression
spring (240) resting against a partition (241) in the armature cylinder bore (217)
which divides the bore (217) into a section on the injection nozzle side and a section
on the tank side.
64. Oil burner according to Claim 63,
characterized in that
at least one hole (242) leads from the front flange surface (212) through the armature
cylinder (210) into the wider cylinder bore space of the area of the bore (217) on
the tank side, in which the tappet disc (218) is accommodated, and a hole (243) passes
through the armature cylinder (210) from the injection nozzle side area of the bore
(217) to the interior space (202) on the tank side, with the central portion of the
armature cylinder (210) resting form-closingly and with an almost fluid-tight fit
against the inner wall of the interior space (202).
65. Oil burner according to Claim 64,
characterized in that
the armature cylinder (210) has grooves in the area on the tank side of the interior
space (202), whose salients are in contact with the inner wall of the space (202)
where they act as guides for the armature cylinder (210).
66. Oil burner according to one or more of Claims 42 to 60,
characterized in that
the injection nozzle (3) is fitted directly in the front wall (200d) of the housing
(200) and comprises a valve cap (3b) with a valve seat (3c) for a tappet valve (244),
whose valve disc (245) is held from outside against the valve seat (3c) and whose
tappet rod (246) passes through the cap hole behind the valve seat (3c) freely or
radially supported by ribs (247) and passes freely through the armature cylinder bore
(217), ending a short way before the wider portion of the bore (217) in which the
tappet disc (218) of the tappet valve (218, 219) is accommodated, and to the free
end of the tappet rod (246) is attached a ring (248a) with holes or radial recesses
(248), against which a compression spring (250) rests on the injection valve side,
the other end of which rests against the end wall (200d) of the housing (200) or against
the valve cap (3b), such that the armature cylinder (210) has only its through-hole
(217a) and no radial grooves, but rather, rests form-closingly and with a fluid-tight
fit against the inner wall of the interior space (202), and such that the tappet disc
(218) comes into contact with the tappet rod (246) after a certain stroke path during
the movement of the pump.
67. Oil burner according to Claim 66,
characterized in that
the tappet rod (246) of the tappet valve (244) is made shorter and, in the resting
position of the pump (1), reaches only as far as the end area of the armature cylinder
bore (217) on the injection valve side, and in addition another compression spring
(251) presses from the tank side against the ring (248a), the said spring at its other
end resting against a wall (217e) with a central hole (217d) which divides the bore
(217) into a section on the injection valve side and a section on the tank side, the
two sections being in communication via the hole (217d).
68. Oil burner according to any of Claims I to 67,
characterized in that
a device for retarding the fuel flow is provided, whose activation converts the kinetic
energy of the accelerated fuel abruptly into a shock-wave which ejects the fuel via
the injection nozzle.
69. Oil burner according to Claim 68,
characterized in that
a common electronic control device (608) is provided for the pump (602) and the electrically
activated retarding device (606).
1. Brûleur à mazout pour une installation thermique comportant une chambre de combustion,
dans laquelle le combustible est amené à travers un élément d'alimentation en combustible,
caractérisé en ce que,
ledit élément d'alimentation en combustible est un dispositif d'injection fonctionnant
selon le principe d'accumulation d'énergie, muni d'une pompe (1) et d'un agencement
de buses (3), ledit élément d'alimentation étant réalisé de telle manière que le combustible
et/ou un élément à piston alternatif de la pompe (1) sont accélérés pendant une phase
d'accélération et que, par un moyen interrompant cette phase d'accélération, l'énergie
accumulée dans le combustible et/ou dans l'élément à piston est transformée en une
impulsion d'injection, produisant ainsi l'émission brusque d'une quantité définie
de combustible.
2. Brûleur à mazout selon la revendication 1,
caractérisé en ce que,
le dispositif d'injection est réalisé de telle sorte que la quantité de carburant
émise à chaque impulsion d'injection est réglable.
3. Brûleur à mazout selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que,
le dispositif d'injection est relié à une unité de commande qui régule la fréquence
d'injection de telle manière qu'elle présente une distance de fréquence aussi grande
que possible par rapport à la fréquence de résonance de la chambre de combustion.
4. Brûleur à mazout selon les revendications 1 à 3,
caractérisé par la présence d'une unité de réglage électronique équipée d'un capteur
à gaz pour mesurer les gaz de combustion générés, cette unité réglant la fréquence
de l'injection et/ou la quantité de l'injection en fonction du signal du capteur à
gaz.
5. Brûleur à mazout selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé par la présence de plusieurs pompes (501) qui sont reliées à une buse
unique (504) par une conduite de refoulement commune (503).
6. Brûleur à mazout selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé par la présence de plusieurs pompes (501) qui sont reliées respectivement
par une conduite de refoulement (503) à, respectivement, une buse (504), lesdites
buses (504) étant disposées dans un porte-buses (506) unique.
7. Brûleur à mazout selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que la soupape d'injection fonctionne selon le principe d'accumulation
d'énergie des corps solides, dans lequel un élément piston monté dans un cylindre
d'une pompe à piston entraînée par un électroaimant, déplace, avant l'injection dans
la zone de pompage, des quantité partielles du combustible à injecter pendant une
phase d'accélération pratiquement sans résistance, alors que l'élément piston accumule
de l'énergie cinétique, ce déplacement étant bloqué brutalement par des moyens d'interruption
du déplacement, ce qui génère un coup de bélier dans un combustible se trouvant dans
une chambre pressurisée fermée, l'énergie cinétique accumulée dans l'élément piston
étant transmise directement sur le combustible se trouvant dans la chambre pressurisée
et le coup de bélier étant utilisé pour injecter du combustible à travers un agencement
d'injection à buses.
8. Brûleur à mazout selon la revendication 7,
caractérisé en ce que,
les moyens d'interruption du déplacement et qui produisent le coup de bélier, sont
disposés à l'extérieur de la zone de contact étanche aux liquides entre l'élément
piston et le cylindre de la pompe à piston.
9. Brûleur à mazout selon la revendication 7 ou 8,
caractérisé en ce que,
les moyens d'interruption du déplacement ou de production de la montée en pression,
sont réalisés sous la forme d'un dispositif (6, 50, 70, 90, 125, 218/223) présentant
un moyen de butée.
10. Brûleur à mazout selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que,
le moyen de butée (par exemple 37) est réalisé de manière à permettre son changement
de position.
11. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 10,
caractérisé en ce que,
un élément (6) d'accumulation volumique est prévu pour le déplacement du combustible
pendant la phase d'accélération.
12. Brûleur à mazout selon la revendication 11,
caractérisé en ce qu'il présente une pompe à piston (1) à entraînement électromagnétique
qui est raccordée par une conduite de refoulement (2) à un agencement d'injection
(3) à buses, et la conduite de refoulement (2) dérive une conduite d'aspiration (4)
qui est en liaison avec un réservoir de combustible (5), l'élément d'accumulation
volumique (6) étant relié à la conduite de refoulement (2) par une conduite (7).
13. Brûleur à mazout selon la revendication 12,
caractérisé en ce que,
la pompe (1) présente un carter (8) dans lequel est montée une bobine annulaire (9),
et dans la région de passage, à travers cette bobine, est disposé un induit (10) conformé
en cylindre et monté à l'intérieur d'un carter cylindrique qui se trouve dans la région
de l'axe longitudinal central de ladite bobine (9) et est poussé au moyen d'un ressort
de compression (12) dans une position de départ dans laquelle il s'applique sur le
fond (11a) du carter cylindrique, un piston de refoulement (14) étant monté sur la
face frontale côté buses d'injection de l'induit (10), ce piston plongeant relativement
profondément dans une chambre cylindrique de refoulement du combustible (15), laquelle
est disposée coaxialement par rapport au carter cylindrique et en relation de transmission
avec la conduite pressurisée (2).
14. Brûleur à mazout selon les revendications 12 et/ou 13,
caractérisé en ce que,
dans la conduite d'aspiration (4) est agencé un clapet anti-retour (16).
15. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 11 à 14,
caractérisée en ce que,
l'élément d'accumulation (6) présente un carter (22) dans la cavité duquel est tendue
une membrane (23) servant d'organe à déplacer, laquelle sépare de cette cavité une
chambre placée côté conduite de pression et remplie de combustible et qui, à l'état
détendu, divise la cavité en deux moitiés rendues étanches l'une à l'égard de l'autre
par cette membrane, tandis que sur le côté de la membrane opposée à la conduite (7)
est prévu un espace vide qui présente une paroi (22a) de forme bombée servant de moyen
de butée à la membrane (23).
16. Brûleur à mazout selon la revendication 15,
caractérisé en ce que,
sur le côté de la membrane (23), opposée à la conduite (7), est disposé dans l'espace
vide un ressort (24) agissant sur la membrane et servant de ressort de rappel pour
ladite membrane (23).
17. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 12 à 16,
caractérisé en ce que,
dans la conduite pressurisée (2), entre la soupape d'injection (3) et la chambre pressurisée,
est disposé, en amont des dérivations (4, 7), un clapet anti-retour (16a) qui, à l'intérieur
de la chambre côté soupape d'injection, forme un espace de stockage permettant de
maintenir à l'intérieur du combustible une certaine pression permanente.
18. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 11 à 14,
caractérisé en ce que,
pour servir d'organe de déplacement pour l'élément d'accumulation (6), on utilise
un piston d'accumulation (31) monté dans un carter cylindrique (30) et en liaison
avec la conduite (7), ledit cylindre (30) rendant disponible un volume vide (33c)
dans lequel le piston (31) peut être déplacé par le combustible.
19. Brûleur à mazout selon la revendication 18,
caractérisé en ce que,
dans la région du volume de l'espace vide (33c) est disposé un perçage d'écoulement
(32).
20. Brûleur à mazout selon les revendications 18 et/ou 19,
caractérisé en ce que,
dans le volume de l'espace vide (33c) est tendu un ressort de compression (34) qui
pousse le piston (31) dans sa position de repos contre une paroi (33a) du carter située
du côté de la conduite pressurisée.
21. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 18 à 20,
caractérisé en ce que,
dans le volume de l'espace vide (33c) est disposée une tige de butée (37) axialement
réglable pour le piston (31), laquelle passe à travers la paroi du carter et est en
liaison à l'extérieur dudit carter avec un moyen de réglage.
22. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 14 et 17,
caractérisé en ce que,
la vanne d'arrivée (16) du combustible est réalisée sous la forme d'une vanne (50)
à élément d'accumulation.
23. Brûleur à mazout selon la revendication 22,
caractérisé en ce que,
la vanne (50) présente un carter cylindrique (51) dans lequel est pratiqué un perçage
passant (52) qui présente une section (53) du côté conduite pressurisée et une section
(53b) du côté aspiration, une chambre de vanne (54), radialement élargie, étant réalisée
entre les deux qui reçoit un élément de blocage de la vanne (55) qui est constitué,
en une seule pièce, d'un disque (56) de grand diamètre et d'un disque (57) de petit
diamètre, le disque (57) étant disposé sur le côté de la section (53) du perçage et
un ressort de rappel du corps de vanne (58) poussant l'élément de vanne à l'état de
repos contre une face annulaire frontale (59) du côté de la conduite de pression de
la chambre (54), cette face (59) s'appuyant d'un côté, contre le disque (56) et de
l'autre, sur le fond d'un gradin annulaire (60) disposé centralement dans la face
frontale (61) en regard de la face frontale (59) de la chambre (54), de telle sorte
que le disque (56) peut venir en application étanche contre la face frontale (61)
de la chambre (54), la section (53) du perçage étant en liaison avec la chambre (54)
par des goulottes ou rainures (62) disposées dans la paroi (51) du carter, celles-ci
allant avantageusement s'élargir en forme d'entonnoir en direction de la chambre (54).
24. Brûleur à mazout selon la revendication 22,
caractérisé par la présence d'une vanne (70) à commande électromagnétique.
25. Brûleur à mazout selon la revendication 24,
caractérisé en ce que,
la vanne (70) présente, à l'intérieur d'un corps de vanne (77) une bobine annulaire
(78) dans l'espace intérieur de laquelle est prévu un perçage cylindrique (74) dans
lequel est monté un induit (73), lequel est en liaison avec une plaque de vanne (72)
chargée par un ressort et présente, au voisinage de ladite plaque, au moins un perçage
(75) s'étendant transversalement par rapport à l'extension longitudinale de l'induit,
ledit induit (73) étant poussé par un ressort (76) s'appliquant contre la plaque (72)
dans une position finale côté conduite pressurisée, dans laquelle le combustible est
en liaison avec le combustible des chambres pressurisées (15, 2) à travers les perçages
(75) et (74) et l'orifice (71) dans la conduite pressurisée.
26. Brûleur à mazout selon la revendication 22,
caractérisé par la présence d'un dispositif (90) intégrant une vanne d'arrivée et
un élément d'accumulation, qui présente un carter (91) dans lequel est pratiqué un
alésage central longitudinal (92), qui débouche sur une extrémité à travers un orifice
(93a) dans la conduite pressurisée (2) et à l'autre extrémité dans une chambre cylindrique
de vanne (93), tandis qu'en outre des goulottes (94) conduisent de l'alésage (92)
à la chambre de vanne (93) tandis que l'élément de vanne est réalisé en deux parties
et comprend un cylindre (95) monté dans la chambre (93), un piston (96) étant monté
de manière coulissante dans le perçage cylindrique centrale étagé passant à travers
ce cylindre (95), et des rainures axialement parallèles (97) étant réalisées dans
la face enveloppante extérieure dudit cylindre (95), tandis que le cylindre (95) est
poussé par un ressort (98) dans sa position de repos, dans laquelle il est appliqué
par l'une de ses faces frontales sur le fond côté réservoir de la chambre (93), dans
laquelle débouche une conduite d'arrivée du combustible (99) venant du réservoir,
et tandis que un ressort (100) est monté dans l'alésage destiné au logement du cylindre
(96) côté réservoir, ce ressort poussant le piston (96) contre le fond côté conduite
de pression de la chambre de vanne (93), de telle sorte que l'alésage (92) est recouvert,
tandis que dans l'espace intérieur côté réservoir du cylindre (95) se forme un espace
libre (95a) pour le piston (96).
27. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 14 et 17,
caractérisé en ce que,
l'élément accumulateur (6) est réalisé en une seule unité avec le piston de refoulement
(14) de la pompe (1) à piston alternatif.
28. Brûleur à mazout selon la revendication 27,
caractérisé en ce que,
un piston accumulateur (80) qui sert d'élément accumulateur, est pousséé par un ressort
(81) contre une butée du côté conduite pressurisée à l'intérieur d'une première section
(14b) de l'alésage central longitudinal axial étagé, côté conduite pressurisée, d'un
alésage (14a) passant centralement à travers le piston (14) et l'induit (10), le piston
(80) pénétrant dans sa position de repos par l'une de ses faces frontales dans la
chambre pressurisée (15) et la section (14b) recevant le piston (80) étant prolongée
à l'intérieur du piston de refoulement (14), après un gradin (14c), en direction de
l'induit (10), en formant une autre section d'alésage (14d), sur le gradin (14e) de
laquelle s'appuie un ressort de compression (81) qui appuie contre la face frontale
côté induit.
29. Brûleur à mazout selon la revendication 11,
caractérisé en ce qu'une soupape hydraulique côté réservoir est logée, ensemble avec
la pompe (1) et la conduite pressurisée (2), dans un carter commun (121) et constitue
une soupape (122) d'admission du combustible, commandée hydrauliquement, montée dans
la conduite d'arrivée du combustible, cette soupape (122) se fermant automatiquement
à une vitesse de flux déterminée en vertu de l'effet Bernoulli.
30. Brûleur à mazout selon la revendication 29,
caractérisé en ce que,
le combustible parvient à travers un interstice (123) dans une chambre (124) de la
soupape (122), à l'intérieur de laquelle un interstice annulaire étroit subsiste entre
un cône de soupape (125) et le siège correspondant, cet interstice pouvant être réglé
par une conception appropriée d'un ressort (126) agissant sur le cône (125).
31. Brûleur à mazout selon la revendication 29 et /ou 30,
caractérisé en ce que,
la conduite pressurisée (2) conduisant vers la buse d'injection est raccordée à la
sortie d'un clapet anti-retour (127), lequel est disposé de manière monobloc à l'intérieur
du carter (121) et par lequel passe le trajet suivi par le combustible pour arriver
à la buse d'injection (3).
32. Brûleur à mazout selon la revendication 31,
caractérisé en ce que,
le clapet anti-retour (127) présente un cône de soupape (128) qui est poussé par la
précontrainte d'un ressort (129) contre un siège de soupape correspondant, ledit ressort
(129) étant agencé de telle sorte que le clapet (127) soit fermé lorsque la pression
s'appliquant en direction de la conduite pressurisée (2) se situe en dessous d'une
valeur conduisant à une expulsion de combustible à travers la buse d'injection (3),
laquelle est raccordée indirectement audit clapet (127).
33. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 32,
caractérisé par la présence d'un dispositif d'amortissement hydraulique pour l'élément
induit (10) de la pompe à piston alternatif.
34. Brûleur à mazout selon la revendication 33,
caractérisé en ce que,
le dispositif d'amortissement hydraulique est construit à la manière d'un ensemble
piston-cylindre, une projection cylindrique (10a) étant réalisée centralement sur
l'induit (10), cette projection s'ajustant dans la dernière section du mouvement de
retour de l'induit dans un perçage cylindrique borgne (11b) pratiqué dans le fond
(11a) du cylindre, des rainures (10b) qui s'étendent dans la direction longitudinale
étant disposées dans ledit induit (10), ces rainures reliant à l'intérieur du cylindre
de la pompe l'espace placé à l'arrière de l'induit avec celui placé à l'avant de l'induit.
35. Brûleur à mazout selon la revendication 33,
caractérisé en ce que,
la chambre de pompe (11) traversée par le piston de refoulement (14) est reliée, avant
le piston (10), à l'espace (11) adjacent au côté arrière de l'induit, par des perçages
(10d) qui débouchent dans la région du côté arrière de l'induit dans un canal de trop-plein
central (10c), une tige centrale (8a) d'un amortisseur de chocs (8b) pénétrant par
une pointe conique (8c) dans la direction de l'embouchure dudit canal de trop-plein
(10c).
36. Brûleur à mazout selon la revendication 35,
caractérisé en ce que,
la tige centrale (8a) pénètre du côté arrière dans un trou (8d) pratiqué dans le fond
(11a), lequel trou débouchant dans une chambre d'amortissement (8e), tandis que la
tige (8a) s'achève à l'intérieur de cette chambre d'amortissement par une bague (8f),
dont le diamètre est supérieur à celui du trou (8d), et tandis que, sur le fond de
la chambre d'amortissement, s'appuie un ressort (8g) qui comprime la bague (8f), tandis
qu'un canal (8h) relie la chambre d'amortissement (8e) à la chambre d'induit (11)
placée du côté arrière.
37. Brûleur à mazout selon la revendication 35,
caractérisé en ce que,
à l'intérieur de la tige (8a) est disposé centralement un perçage de refoulement continu
(8i), à travers lequel le fluide d'amortissement peut être poussé dans le canal de
trop-plein (10c).
38. Brûleur à mazout selon la revendication 33,
caractérisé en ce que,
l'induit (10) lors du mouvement de retour dessert un dispositif de pompage qui, en
même temps, assure la fonction d'un dispositif d'amortissement de l'induit (10).
39. Brûleur à mazout selon la revendication 38,
caractérisé en ce qu'une deuxième pompe (260) est raccordée au fond arrière (11a)
du carter de pompe (8), cette pompe présentant un carter (261) dans la chambre de
pompage (261b) duquel est disposé un piston de pompe (262) dont la tige de piston
(262a) pénètre dans l'espace opérationnel (11) de l'induit (10), tandis que le piston
(262) est placé sous la force d'un ressort de rappel (263) qui s'appuie sur le fond
(261a) du carter au voisinage d'un échappement (264).
40. Brûleur à mazout selon la revendication 39,
caractérisé en ce que,
la chambre de pompage (261b) est en liaison à travers une conduite d'arrivée (265),
avec un réservoir (266), un clapet anti-retour (267) étant monté dans ladite conduite
(265).
41. Brûleur à mazout selon les revendications 33 et/ou 34,
caractérisé en ce que,
le perçage borgne (11b) présente un diamètre supérieur à celui de la projection cylindrique
(10a) et que ladite projection (10a), ou le perçage borgne (11b), présente une bague
formant lèvres d'étanchéité (10e) ou (10d), lesdites bagues d'étanchéité formant le
joint de piston pour la projection (10a).
42. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 10 et 33 à 41,
caractérisé en ce que,
l'induit est réalisé sous la forme d'un cylindre de pompe (210), tandis que l'espace
intérieur du carter (202) est divisé par une bague (203) s'étendant radialement vers
l'intérieur en un espace intérieur côté réservoir et un espace intérieur côté conduite
pressurisée, et tandis que du côté conduite pressurisée, un bourrelet annulaire (204)
d'un piston (205) de la pompe (1), monté de manière fixe dans cet espace intérieur
dont il épouse la forme, se pose contre une arête annulaire de ladite bague (203),
traverse, à une certaine distance, l'ouverture (206) de la bague (203) et pénètre
dans la région côté réservoir de l'espace intérieur (202) où il pénètre dans un perçage
continu (217) du cylindre induit (210).
43. Brûleur à mazout selon la revendication 42,
caractérisé en ce que,
le piston (205) est traversé par un perçage continu (207) qui s'élargit dans la zone
terminale côté réservoir du piston et supporte en cet endroit un clapet anti-retour
(208), lequel est serré par un ressort hélicoïdal (209) contre un siège de clapet
(209a), en direction du côté réservoir pour obtenir la position de fermeture.
44. Brûleur à mazout selon la revendication 42 et/ou 43,
caractérisé en ce que,
sur la partie du piston (205) se trouvant dans l'espace intérieur côté réservoir de
l'espace intérieur (202) est monté, de manière ajustée géométriquement et coulissant,
le cylindre (210) de la pompe dont une face frontale annulaire (214) est poussée par
un ressort hélicoïdal (211) s'appuyant à une extrémité sur la bague (203) et à l'autre
extrémité sur un gradin annulaire (212) du cylindre (210), contre un gradin annulaire
(213) situé dans l'espace intérieur (202), tandis qu'un raccord de soupape (215) surmontant
la face annulaire frontale (214) pénètre, avec une certaine distance radiale, légèrement
dans l'espace intérieur (202) rétréci radialement en cet endroit, et tandis que la
face annulaire frontale (214) côté conduite pressurisée du cylindre (210) est disposée
à une certaine distance de la bague (203), ce qui a pour effet de créer un espace
de mobilité pour le cylindre (210).
45. Brûleur à mazout selon la revendication 44,
caractérisé en ce que,
le cylindre (210) monté de manière géométriquement ajustée sur la paroi intérieure
de l'espace intérieur (202) présente, dans sa surface enveloppante, des rainures longitudinales
(216) axialement parallèles, ouvertes du côté frontal, et en ce que l'alésage (217)
traversant le cylindre de pompe (210) et recevant le piston (205) supporte, du côté
réservoir, une soupape poussoir située en amont du piston (205), dont le plateau (218)
est disposé à une certaine distance de la surface annulaire frontale du piston (205)
dans un court élargissement de l'alésage et dont la tige (219) traverse l'alésage
rétréci (217a) dans le raccord de soupape (215), en s'appuyant contre la paroi intérieure
de cet alésage (217a), et pénètre dans l'espace intérieur rétréci (202a).
46. Brûleur à mazout selon la revendication 45,
caractérisé en ce que,
sur l'extrémité libre de la tige poussoir (219) est fixé un plateau (220) qui présente
des trous (221), ladite tige poussoir (219) débordant encore légèrement au-delà dudit
plateau (220) et butant contre la face de fond (222) côté réservoir de l'espace intérieur
(202a), tandis que la longueur de la tige poussoir (219) ayant été choisie telle que
le plateau de poussoir (218) se soulève de son siège (223) dans l'alésage rétréci
(217a), formant ainsi un interstice déterminé "X".
47. Brûleur à mazout selon la revendication 46,
caractérisé en ce qu'un ressort hélicoïdal (224) stabilise la position de la soupape
à poussoir dans la position de repos de la pompe, du fait que le ressort (224) s'appuie
par une extrémité sur la face annulaire frontale (214) du cylindre (210) et par l'autre
extrémité contre le plateau (220).
48. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 42 à 47,
caractérisé en ce que,
des perçages axialement parallèles (225) s'étendent de la face de fond (222) vers
la paroi de fond et débouchent dans une chambre de soupape axiale (226), dans laquelle
est disposé une tête de soupape (229) poussée par un ressort hélicoïdal (228) en direction
du réservoir contre un siège de soupape (227), la tête (229) présentant des gorges
(230) pouvant être recouvertes périphériquement par le siège de soupape (227) de telle
manière que la soupape peut être ouverte par une pression du côté du raccord de réservoir
à l'encontre de la charge du ressort (228) et créant ainsi un passage allant de la
chambre de soupape (226) vers les perçages (225).
49. Brûleur à mazout selon la revendication 42,
caractérisé en ce que,
le piston (205) est réalise en une seule pièce avec la paroi frontale (200d) du carter
(200), la soupape de pression permanente (208, 209) étant montée côté conduite de
pression en amont du piston (205) à l'intérieur d'un raccord tubulaire (208a) et recouvrant
le débouché côté conduite pressurisée du perçage (207) qui traverse le piston (205).
50. Brûleur à mazout selon la revendication 49,
caractérisé en ce que,
la tige poussoir (219) est relativement courte et ne peut déborder au-delà de la face
annulaire frontale côté réservoir (214) du cylindre (210) que de la valeur du jeu
de la soupape.
51. Brûleur à mazout selon la revendication 50,
caractérisé en ce que,
la face annulaire frontale (214) bute, dans la région de la paroi frontale (200c),
contre un bloc en matière plastique (231), monté en cet endroit, qui présente des
perçages passants (232) qui débouchent périphériquement dans des rainures (233), lesquelles
sont en liaison avec l'espace intérieur (202) côté réservoir, tandis que de cet espace
(202) côté réservoir des perçages (234) conduisent vers une région élargie de l'alésage
(217) pratiqué dans le cylindre (210) et tandis que des perçages (232) débouchent
dans la chambre de soupape axiale (226) conduisant vers le réservoir et logée dans
un raccord tubulaire (226a).
52. Brûleur à mazout selon la revendication 51,
caractérisé en ce que,
l'élargissement de l'alésage (217), dans lequel est logé le plateau de poussoir (218),
forme du côté conduite pressurisée un gradin annulaire (235) qui se trouve en position
de repos de la soupape à une faible distance seulement devant le plateau de poussoir
(218) et contre lequel ce dernier vient buter lorsque le poussoir, sous l'effet de
l'inertie, se soulève du siège de soupape lors du mouvement de retour du cylindre
(210) et/ou lorsque la soupape était repoussée brusquement par le bloc en matière
plastique (231) lors du mouvement de retour du cylindre (210).
53. Brûleur à mazout selon la revendication 52,
caractérisé en ce que,
dans la face frontale du gradin annulaire (235) sont pratiqués des évidements (235a)
qui assurent un passage sans obstacle du combustible.
54. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 51 à 53,
caractérisé en ce que,
la face annulaire frontale (214) est disposée à une faible distance de la surface
du bloc en matière plastique (231).
55. Brûleur à mazout selon la revendication 54,
caractérisé en ce que,
sur la surface annulaire frontale (214) sont disposées des arêtes de renfort en saillie
(214a).
56. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 42 à 55,
caractérisé par la présence d'un dispositif d'amortissement à induit dans la zone
terminale libre de la tige poussoir (219), une bague collier (219a) étant disposée
en cet endroit qui entoure latéralement en partie la face annulaire frontale (214)
et qui peut venir s'appliquer contre celle-ci, et tandis que dans la surface du bloc
en matière plastique (231) est pratiqué un évidement (231a) qui correspond à cette
bague collier (219a), laquelle s'ajuste sensiblement géométriquement dans cet évidement.
57. Brûleur à mazout selon la revendication 56,
caractérisé en ce que,
l'épaisseur de la bague collier (219a) est légèrement supérieure à la profondeur de
l'évidement (231a).
58. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 42 à 57,
caractérisé en ce que,
dans la paroi frontale (200d) côté conduite de pression est disposé un perçage (234)
qui conduit de l'espace intérieur (202) côté conduite de pression vers l'extérieur
et sur lequel est posé avantageusement du côté extérieur un raccord (237) muni d'un
perçage passant (238), du combustible pouvant être pompé à travers ce perçage (236)
et le raccord (237) par le cylindre induit (210), pendant la phase de démarrage de
la pompe (1) ou du brûleur, voire de manière permanente.
59. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 41 à 58,
caractérisé en ce que,
sur la paroi intérieure de l'espace intérieur (202) côté conduite de pression est
disposé un ressort de compression (238a) s'appuyant contre la paroi frontale (200b),
contre lequel vient buter une face annulaire frontale (239) du cylindre induit (210)
pendant l'accélération de ce cylindre, ce qui a pour effet de comprimer ce ressort.
60. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 42 à 59,
caractérisé en ce que,
le cylindre (210) passe dans l'espace intérieur (202) de manière étanche au liquide
sous la forme d'un élément d'induit du genre piston.
61. Brûleur à mazout selon la revendication 60,
caractérisé en ce qu'un piston (205a), monté partiellement à l'intérieur de l'alésage
(217), est monté de manière axialement mobile et fait partie de l'agencement d'injection
à buses (3).
62. Brûleur à mazout selon la revendication 61,
caractérisé en ce que l'agencement (3) présente un capuchon de soupape (3b) qui est
vissé dans la paroi frontale (200d) du carter (200) en s'engageant dans l'espace intérieur
(202) côté soupape à injection, le piston (205a) recouvrant dans sa position de repos
le perçage des buses d'injection (3d) par une surface frontale (205b) de diamètre
réduit, et la surface à diamètre réduit (205b) étant prolongée par un tronc de cône
(205c) pour former ensuite la partie cylindrique du piston (205a).
63. Brûleur à mazout selon la revendication 62,
caractérisé en ce que,
le piston (205a) est poussé dans l'alésage (217) par un ressort de compression (240)
contre le perçage (3d) de la buse d'injection, le ressort de compression (240) s'appuyant
par son autre extrémité contre une paroi intermédiaire (241) disposée dans l'alésage
(217) et divisant ledit alésage (217) en une zone côté buse à injection et une zone
côté réservoir.
64. Brûleur à mazout selon la revendication 63,
caractérisé en ce qu'au moins un perçage (242) conduit de la paroi annulaire frontale
(212), à travers le cylindre induit (210), dans l'espace élargi de la zone côté réservoir
de l'alésage (217), espace élargi dans lequel est logé le plateau de poussoir (218),
et en ce qu'un perçage (243) passe à travers le cylindre induit (210) entre la zone
côté injection de l'alésage (217) vers l'espace intérieur côté réservoir (202), la
région centrale du cylindre induit (210) étant montée de manière géométriquement ajustée
et pratiquement étanche au liquide sur la paroi intérieure de l'espace intérieur (202).
65. Brûleur à mazout selon la revendication 64,
caractérisé en ce que,
le cylindre induit (210) présente dans la zone côté réservoir de l'espace intérieur
(202), des rainures, les bords de ces rainures s'appliquant contre la paroi intérieure
de l'espace intérieur (202) pour y former des guidages pour le cylindre induit (210).
66. Brûleur à mazout selon l'une ou plusieurs des revendications 42 à 60,
caractérisé en ce que,
la buse d'injection (3) est logée directement dans la paroi frontale (200d) du carter
(200) et présente un capuchon (3b) muni d'un siège de soupape (3c) pour une soupape
poussoir (244), dont la tête (245) est tirée de l'extérieur contre le siège de soupape
(3c) et dont la tige poussoir (246) traverse le perçage (3d) pratiqué dans le capuchon
et faisant suite au siège de soupape (3c), ou bien librement ou bien de manière radialement
renforcé par des nervures (247) et traverse librement l'alésage (217) et s'achève
à courte distance avant la région élargie dudit alésage (217), dans lequel le plateau
de poussoir (218) de la soupape poussoir (218, 219) est logé, tandis qu'à l'extrémité
libre de la tige poussoir (246) est fixée une bague (248a) présentant des trous ou
évidements radiaux (248) contre laquelle s'appuie un ressort de compression (250)
du côté soupape à injection, ce ressort s'appliquant à l'autre extrémité à la paroi
frontale (200d) du carter (200) ou sur le capuchon (3b), tandis que le cylindre induit
(210) ne présente que l'alésage (217a) et aucune rainure radiale mais s'applique de
manière géométriquement ajustée et étanche au liquide contre la paroi intérieure de
l'espace intérieur (202) et le plateau de poussoir (218) venant buter, après une course
déterminée, sur la tige poussoir (246) lors du mouvement de pompage.
67. Brûleur à mazout selon la revendication 66,
caractérisé en ce que,
la tige poussoir (246) de la soupape poussoir (244) est plus courte et n'arrive, en
position de repos de la pompe (1), que dans la zone terminale côté soupape d'injection
de l'alésage (217), tandis qu'un autre ressort de compression (251) exerce une compression
du côté réservoir contre la bague (248a), ce ressort s'appuyant par une extrémité
contre une paroi (217e) présentant un perçage central (217d), cette paroi divisant
l'alésage (217) en une zone côté soupape à injection et une zone côté réservoir, ces
deux zones étant reliées mutuellement par le perçage (217d).
68. Brûleur à mazout selon l'une des revendications 1 à 67,
caractérisé par la présence d'un dispositif retardant le flux de combustible, dont
l'action transforme instantanément l'énergie cinétique du combustible accélérée en
une onde de choc qui injecte le combustible à travers la buse d'injection.
69. Brûleur à mazout selon la revendication 68,
caractérisé par la présence d'une installation de commande électronique commune (608)
pour la pompe (602) et le dispositif retardateur (606) à commande électrique.