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Vorrichtung zum Betrieb von Brennkraftmaschinen mit schwer siedenden
flüssigen Brennstoffen Es ist beim Betrieb von Brennkraftmaschinen mit schwer siedenden
flüssigen Brennstoffen bereits bekannt, diese, mit Primärluft und Wasser gemischt,
hochzuerhitzen und nach Mischung mit der restlichen Verbrennungsluft zur Brennkraftmaschine
zu führen.
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Das Wasser hat hierbei die Aufgabe, zu verhindern, daß sich im Vergasungsraum
schädliche Rückstände bilden. Das Wasser kann aber diese Aufgabe nur dann voll und
ganz erfüllen, wenn es mit dem zu vergasenden Brennstoff innigst vermischt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche in einfacher
Weise eine innige Vermischung von Wasser und Brennstoff unter Zuhilfenahme von Luft
eimöglicht.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus drei konzentrischen
und schneckenförmigen, auf dem Umfang eines Leitkörpers verlaufenden, jeweils der
Zufuhr des Brennstoffes, des Wassers und der Primärluft dienenden. Kanälen, deren
jeder mit einem Regelkörper versehen ist und die in einen gemeinsamen Mischraum
münden, der durch eine Leitung mit einer in einem Vergasungsgefäß angeordneten weiteren
Mischvorrichtung verbunden ist. Die im Vergasungsgefäß angeordnete Mischvorrichtung
kann aus schneckenförmig verlaufenden Kanälen bestehen, an deren Ende das Gemisch
radial zum Leitkörper der Schneckengänge in das Vergasungsgefäß austritt und gegen
dessen Wände geschleudert wird.
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Bei Brennkraftmaschinen, zu deren Betrieb schwer flüchtige Brennstoffe
in Gegenwart von Wasser verdampft werden, ist es bereits bekannt, im Motor der Brennkraftmaschine
Zusatzluft unter Saug- oder Druckwirkung, und zwar in Abhängigkeit von der
Drehzahl
des Motors, zuzuführen. Zu diesem Zweck befindet sich im Luftzuführungsrohr ein
Ventil mit einem hohl ausgebildeten Ven-# tilkörper, auf dessen Umfang Schneckengängangeordnet
sind. Der Ventilkörper liegt Strömungsweg der Luft und ist durch ein-Mantel umfaßt,
so daß die Luft den Weg durch die Schraubengänge des Ventilkörpers nehmen muß. Dieser
wird infolgedessen in Drehung versetzt, mit der Wirkung, daß der Ventilsitz selbsttätig
abgeschliffen wird.
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Die Schraubengänge haben also hier nicht den Zweck, eine innige Mischung
verschiedener Gase und Flüssigkeiten zu bewerkstelligen. Das wäre auch nicht möglich,
da der die Schraubengänge tragende Leitkörper verdrehbar angeordnet ist und zufolge
der Strömung der Luft in Drehung versetzt wird.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform einer Anordnung gemäß der
Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Vorrichtung im Aufriß, Abb.2 die
Vorrichtung im Schnitt nach Linie A-A der Abb. i, Abb. 3 den Zerstäuber für sich
im Schnitt, Abb. 4. die Mischvorrichtung im Schnitt, Abb. 5 einen Schnitt nach Linie
C-C der Abb. .l.
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Das in üblicher Weise am Motor angeflanschte Auspuffrohr i ist mit
einem Fortsatz 2 versehen, der möglichst gegenüber allen Zylindern symmetrisch angeordnet
sein soll.
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In dem Fortsatz. ist ein Vergasungsgefäß 3 angebracht, das durch die
an dieser Stelle noch sehr heißen Auspuffgase umspült wird. In das Vergasungsgefäß
3 mündet oben das Saugluftrohr 4.. Vor dessen Mündung in das Gefäß 3 befindet sich
eine trichterförmige Erweiterung 5 eines abgewinkelten Rohrstutzens 6, welcher in
einen Gasreiniger 7 mündet. Der Gasreiniger 7 besitzt, unten durch einen Mahn 8
abgeschlossen, eine Sammelstelle für die flüssigen Bestandteile des Brennstoffes,
während er oben mit der üblichen Ansaugleitung g in Verbindung steht.
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In das Vergasungsgefäß 3 mündet des weiteren eine Leitung io, deren
Ende mittig im Gefäß. ; liegt und zu einer Düse i i ausgebildet ist (Abb.3). Die
Düse besteht aus einem ein- oder mehrgängigen Schraubengewinde 12. Der zugehörige
Gewindekörper ist durch cine Ummantelung 13 umfaßt. Über dem Gew indekörper 12 mündet
die Leitung io, während der Gewindekörper unten durch einen Deckel 14 abgeschlossen
ist. Zwischen diesem Deckel und der Ummantelung 13 befinden sich radiale Austrittsöffnungen
15. Im Deckel 14. sind Ausdrehungen 16 angeordnet, in welche die Gewindegänge 12
einmünden und von welchen die Kanäle 15 auslaufen. Die Ausdrehungen 16 ermöglichen
eine gute Durchmischung des zugeführten Brennstoffes.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie 1@-folgt: Durch die Leitung
io wird der Düse die bereits vorher hergestellte Brennstoff-Vasser-Luft-Mischung
zugeführt. Das Gemisch muß vor dem Austritt aus den Kanälen 15 die steilen
Gewindegänge 12 passieren. Zufolge dieser Gänge und des Kanals oder der Ausdrehung
16 erfolgt eine außerordentlich gute Durchwirbelung und Durchmischung. Die Gewindegänge
12 könnten natürlich auch in der Ummantelung 13 liegen und in diesem Fall durch
einen entsprechenden Füllkörper abgedeckt sein.
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Das aus den Düsen oder Kanälen 15 austretende Gemisch wird
gegen die stark geheizten Wandungen des Vergasungsgefäßes 3 geschleudert und dort
vergast, um sodann durch den Trichter 5, vor dem das Ansaugluftrohr 4 mündet, angesaugt
zu werden. Da sich zwischen dem Trichter 5 und den radialen Düsen 15 die
Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches sehr vermindert, ist dafür gesorgt, daß selbst
kleinste Flüssigkeitströpfchen durch den Luftstrom nicht mitgerissen werden, sich
vielmehr in einem Rohr 17 sammeln, das durch den bereits beschriebenen Hahn
8 mitabgeschlossen ist. Über den Trichter 5 des abgewinkelten Rohrstutzens 6 gelangen
die Gase in den Reiniger 7, werden dort gereinigt und strömen schließlich in die
Ansaugleitung 9. In dem Reiniger können sich noch etwa vorhandene flüssige Bestandteile
und Verunreinigungen abscheiden.
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Bei manchen Brennstoffen wird eine gesonderte Durchmischung unmittelbar
vor den Austrittskanälen 15 der Düse i i nicht erforderlich sein, so daß
in derartigen Fällen die Gewindegänge 12 in Fortfall kommen können. Die Vermischung
erfolgt in der Mischvorrichtung 18, die in den Abb. 4 und 5 gesondert dargestellt
ist. Die Mischvorrichtung besteht aus einem Behälter i g, an dessen einem
Ende die Leitung io liegt und dessen gegenüberliegendes Ende durch ein Gewindestück
21 verschlossen ist. In dem Behälter ist ein an seinem äußeren Umfang mit einem
dreigängigen Schraubengewinde versehener Körper 22 angeordnet. Außerdem ist der
Behälter mit drei radial ausmündenden Eintrittsöffnungen 23 versehen, von denen
jede in einen der Schraubengänge einmündet. Die Schraubengänge können verschiedenen
Querschnitt besitzen.
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Durch die Eintrittsöffnungen 23 werden die Luft, der Brennstoff und
das Wasser unter Druck zugeführt. Diese Stoffe gelangen auf dem Weg über die Schraubengänge
in einen vor der Ausmündung 20 liegenden Raum 24, wo sie sich zufolge der ihnen
verliehenen
kreisenden Bewegung innig durchmischen. Die Stoffe geringerer
Viscosität bedürfen natürlich eines Schraubenganges 22 geringeren Querschnittes,
weshalb die Schraubengänge 22 im Querschnitt verschieden ausgebildet sind. Von der
Auslaß@öffnung 2o gelangen die Gemische schließlich in das Rohr i o und in die Düse
i i.
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An den öffnungen23 oder an sonst geeigneter Stelle können die Regelkörper
angeordnet sein, welche es ermöglichen, die zugeführten Mengen zu °bemessen.
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Die Zufuhrregelung des Anteils an Brennstoff und Wasser erfolgt zweckmäßig
durch eine gekoppelte Vorrichtung in Abhängigkeit von der Leistung des Motors. Vorteilhaft
wird dem Brennstoffgemisch immer die gleiche Menge Luft, unabhängig von der Leistung
des Motors, zwecks guter Durchmischung, Zerstäubung und Sauberhaltung der Kraftstoffleitung
zugeführt.
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Sind sämtliche drei Regelkörper miteinander gekoppelt, so ist die
Kopplung so ausgebildet, daß der Luftregelkörper voll öffnet, ehe die beiden anderen
Regelkörper öffnen, und demzufolge erst schließt, wenn die anderen Regelkörper bereits
geschlossen sind. Es wird dadurch erreicht, daß Brennstoffreste aus den Gewindegängen
12 und 2z herausgeblasen werden und nicht festbrennen können.
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Wie bereits ausgeführt, hat die Wasserbeimischung zur Folge, daß eine
Verkokung der schwer flüchtigen Brennstoffe nicht erfolgen kann.
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Mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung können Motoren betrieben
«erden, die üblicherweise mit Leichtbrennstoffen im Vergaserbetrieb gespeist werden.
Es ist dabei zum Anlassen der Maschine und zum Anheizen des Vergasungsgefäßes zweckmäßig
ein gewöhnlicher Benzinvergaser zu verwenden. Es ist auch möglich, einem Schneckengang
22 zum Zwecke des Anlassens des MotorsLeichtbrennstoffe zuzuführen.
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Im übrigen ist der Gegenstand der Erfindung in erster Linie für Motoren
mit Fremdzündung geeignet.
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Das Saugrohr q. kann axial verschiebbar angeordnet sein, um den Grad
des Unterdruckes verändern zu können.