DE975804C - Vernebelungsgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vernebelungsgerät, bei welchem flüssiger Nebelstoff in das mit einer Frischluftdüse versehene Ende der Abgasleitung eines Schwingbrenners eingeführt wird. Bei einem solchen, bereits vorgeschlagenen Gerät verwendet man eine das Abgasrohrende umschließende Fangdüse, welche aus der Nachbarschaft Kaltluft ansaugt, die sich dann mit dem heißen Abgas des Schwingbrenners mischen soll, um auf diese Weise einen Gasstrom von mittlerer Temperatur zu ergeben. Bei einer derartigen Ausbildung des Vernebelungsgerätes wird der Nebelstoff in der Druckphase des Gerätes den sehr heißen Abgasen beigemischt. In der Unterdruckphase, in welcher Kaltluft von außen in das offene Ende des Abgasrohres eingesaugt wird, gelangt der Nebelstoff jedoch in die kalte Außenluft. Daraus ergeben sich in beiden Phasen für die Ausbildung des Nebels sehr verschiedene Bedingungen. Da man nun aber von einem Vernebelungsgerät verlangt, daß es einen weitreichenden, lange Zeit schwebenden Nebel von einer einheitlichen Tröpfchengröße erzeugt, ist das bereits vorgeschlagene Gerät für den praktischen Gebrauch nicht befriedigend. Hinzu kommt, daß die Mehrzahl der Nebelstoffe temperaturempfindliche, organische Verbindungen sind, welche hohen Temperaturschwankungen nicht ausgesetzt werden dürfen. Infolgedessen treten bei dem bereits vorgeschlagenen Gerät temperaturbedingte chemische Umwandlungen ein.

Um diese Schwierigkeit zu vermeiden und einen Nebel mit möglichst gleich großen Tropfen zu schaffen, der durch die heißen Abgase nicht geschädigt wurde, umgibt man gemäß der Erfindung

die Brennkammer und das Abgasrohr mit einem Mantelrohr, das beide Teile in lichtem Abstand umgreift, so daß ein freier Mantelraum entsteht. Dieses Mantelrohr bildet mit dem Abgasrohr einen Injektor, der Kühlluft durch den Mantelraum hindurchsaug't. Auf diese Weise wird der Mündung des Abgasrohres angewärmte Frischluft vorgelagert. Der pulsierende Gasstrom des Schwingbrenners bewirkt einen sehr hohen Wärmeübergang ίο zur Abgasrohrwand, weil bei der Richtungsumkehr der Strömung jedesmal die Grenzschicht beseitigt wird. Dieses führt zu einer sehr starken Erwärmung der über die Brennkammer und das Abgasrohr gesaugten Frischluft. Abgase und Frischluft haben daher am freien Ende des Abgasrohres keine hohe Temperaturdifferenz mehr, und der vor dem Ende des Abgasrohres zugeführte Nebelstoff ist bei beiden Arbeitsphasen des Schwingbrenners praktisch den gleichen Temperaturverhältnissen ausgesetzt.

Das Mantelrohr wird vorteilhaft mindestens 10 cm über die Mündung des Abgasrohres hinaus verlängert. Auf diese Weise schafft man eine Vorlagerungskammer, aus welcher der Schwingbrenner in der Unterdruckphase warme Frischluft absaugt. Bei einem Schwingbrenner, der frei in die Außenluft mündet oder dessen Mündung nur eine Fangdüse üblicher Bauart zugeordnet ist, wird in der Unterdruckphase die Außenluft vorwiegend radial angesaugt. Durch das gemäß der Erfindung überstehende Rohr wird dieses radiale Ansaugen verhindert, und es wird ausschließlich vorgewärmte Frischluft in die Mündung eingeführt.

Die Mündung des Abgasrohres kann innerhalb einer Einschnürung des Mantelrohres stehen.

Da die Aufbereitung des Nebelstoffes temperaturabhängig ist, besteht das Bedürfnis, die an der Nebelstoffdüse herrschende Temperatur zu beeinflussen. Dieses geschieht am einfachsten dadurch, daß die Eintrittsöffnung des Mantelrohres mit einer verstellbaren Blende ausgerüstet wird. Man hat auf diese Weise die Möglichkeit, das Gerät nicht nur verschiedenen Außentemperaturen, sondern auch verschiedenen Nebelstoffen anzupassen. Den Anschluß der Nebelstoffzuleitung an das Abgasrohr legt man vorzugsweise in das letzte Drittel dieses Abgasrohres, da auf diese Weise ein Hineinreißen von Nebelstoff in die Brennkammer, also eine Überhitzung, vermieden wird. Man kann das den Nebelstoff enthaltende Gefäß luftdicht abschließen und seinen Luftraum mittels einer Leitung mit einer Rückstromsperre an die Brennkammer anschließen. Auf diese Weise führt man dem Luftraum des Gefäßes einen Teil des Verpuffungsdruckes zu, und der Nebelstoff wird durch diesen Druck in das Abgasrohr eingesprüht. Es ist bekannt, feste Nebelstoffe einem von Frischluft durchströmten Mantelraum zuzuführen, der das Ende eines langen Abgasrohres einer normalen Verbrennungskraftmaschine umschließt. Eine Aufbereitung durch die Kombination mechanischer Schwingungen mit der Temperatur der Abgase wird hier nicht erhalten, und das Problem gleichbleibender Tröpfchengröße liegt nicht vor. Man hat auch bereits dem Abgasrohr eines Schwingbrenners feste insektizide Pulver zugeführt. Doch war hier die Temperatur der Abgase bereits — ähnlich wie bei dem vorerwähnten Verbrennungsmotor — so weit herabgesetzt, daß keine Temperaturaufbereitung eintrat.

Auch ist es bekannt, dem Abgasstrom eines Schwingbrenners innerhalb eines Injektors Frischluft beizumischen. Doch diente diese Anordnung ausschließlich zur Erzeugung von Heizgas. Über die Art, wie Nebelstoffe mechanisch und thermisch derart aufzubereiten sind, daß sie in ihrer Wirksamkeit nicht leiden und einen Nebelstrahl von möglichst einheitlicher Tropfengröße ergeben, ist diesem Heizgerät nichts zu entnehmen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Erzielung weitreichender Nebelstrahlen ermöglicht. Während man nämlich bisher die Wärmeleistung des Brenners angenähert auf die zum Verdampfen des Nebelstoffes erforderliche Wärmemenge abstimmen mußte, um keine vernichtende Überhitzung des Nebelstoffes zu erhalten, ergibt sich auf dem erfindungsgemäßen Wege die beste Temperaturabmittlung, wenn man die Wärmeleistung des Brenners über den erwähnten Mantelraum auf ein Luftvolumen überträgt, welches größer als das Volumen der schwingenden Brenngase ist. Man kann diese Wärme sogar auf ein Gas- und Luftvolumen übertragen, welches das Dampfvolumen des Nebelstoffes um ein Mehrfaches übersteigt, und erhält dann einen geschlossenen Gasstrahl, der den Nebel auf relativ weite Strecken davonträgt. Dies ist besonders für die gezielte Bekämpfung von Schädlingsherden wichtig.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Zeichnung ausführlicher beschrieben. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vernebelungsvorrichtung.

Der Schwingbrenner besteht aus der Brennkammer i, welche mit dem Abgasrohr 2 einen Helmholtzschen Resonator bildet, in den die Frischluft durch das Rückschlagventil 3 und den Einlaßkanal 4 eintritt. In den Einlaßkanal 4 ragt die an einen (nicht gezeichneten) Vergaser üblicher Bauart angeschlossene Brennstoffdüse 5. Weiterhin ragt durch den Einlaßkanal 4 die Glühkerze 6 in die Brennkammer 1 hinein. Diese wird zum Starten des Gerätes mit Hilfe einer elektrischen Batterie angeheizt und dann bei laufendem Gerät durch die in der Brennkammer 1 entstehenden Verpuffungen glühend gehalten. Als weiteres Hilfsmittel für den Start dient eine (nicht gezeichnete) Handpumpe, mit der man durch die Leitung 7 Frischluft in den Einlaßkanal 4 einblasen kann.

Ist die Glühkerze 6 aufgeheizt, und stößt man hierauf den Kolben der Handpumpe in ihren Zylinder hinein, so durchströmt Frischluft den Einlaßkanal 4 und belädt sich hierbei an der Düse S mit Brennstoff (Benzin, Benzol od. dgl.). Nach dem Eintritt in die Brennkammer 1 entzündet sich dies Brenngemisch an der Glühkerze 6 und verpufft. Hierbei strömen die heißen Verbrennungsgase

durch das Abgasrohr 2 nach außen und verlassen dessen Mündung 8 in Richtung des Pfeiles P als gebündelter Strahl von hoher Geschwindigkeit. Infolge dieser hohen Geschwindigkeit schwingt der vom Abgasrohr 2 umschlossene Gaspfropfen jedoch zunächst über die Gleichdrucklage hinaus, so daß dem Verpuffungsüberdruck innerhalb der Brennkammer ι eine Unterdruckphase folgt. Während dieser Unterdruckphase saugt die Brennkammer 1 durch das Rückschlagventil 3 Frischluft an, welche sich an der Düse 5 mit Brennstoff belädt und als zündfähiges Gemisch in die Brennkammer 1 einströmt. Gleichzeitig wird aber durch diesen Unterdruck auch Gas (Abgasreste und Luft) durch das Abgasrohr 2 zurückgesaugt, und wenn dieser zurückschwingende Gaspfropfen in die Brennkammer eintritt, so staut er das inzwischen einströmende Frischgas vor der Zündkerze, und es kommt dann erneut zu einer Verpuffung. Dieser Vorgang wiederholt sich in der akustischen Eigenfrequenz des Resonators 1, 2 periodisch und bildet das Charakteristikum jedes sogenannten »Schwingbrenners«. Typisch ist für die Funktionsweise eines Schwingbrenners weiterhin der sehr hohe Wärmeübergang auf die Wandungen der Brennkammer 1 und des Abgasrohres 2, welcher es ermöglicht, einen sehr großen Teil der Verbrennungswärme nach außen abzuführen.

Gemäß der Erfindung sind nun die Brennkammer 1 und das Abgasrohr 2 innerhalb eines Mantelrohres 14 angeordnet, welches diese Teile in lichtem Abstand umgibt und die Mündung 8 des Abgasrohres 2 um mindestens 10 cm überragt. Das Mantelrohr 14 bildet dabei mit der Mündung 8 des Abgasrohres 2 einen Injektor, dessen Wirkung noch durch einen eingebauten Lufttrichter 17 verstärkt werden kann. Die hierdurch angesaugte Kühlluft tritt unten durch die Eingangsöffnung 15 ein, welche zweckmäßig eine verstellbare Drehblende 16 trägt. Auf dem Wege durch den Zwischenraum zwischen dem Mantel 14 und dem umschlossenen Brennersystem 1, 2 wärmt sich diese angesaugte Luft auf, wobei die Längsrippen 18 zur Verbesserung der Wärmeübertragung beitragen. Sie ergeben gleichzeitig die notwendige Versteifung des Systems für den Traggriff 19. Durch passende Einstellung der Luftzufuhr kann man erreichen, daß die Kühlluft sich bis zum Lufttrichter 17 aufheizt und vor der Mündung des Abgasrohres 2 dann eine Zone mit angenähert konstanter Temperatur entsteht, in welcher der dicht vor der Mündung des Abgasrohres eingeführte Nebelstoff dann aufbereitet wird.

Der in dem Behälter 9 enthaltene flüssige Nebelstoff wird durch die Leitung 10 und die Düse 11 unmittelbar in das Abgasrohr 2 eingeführt, und zwar vorzugsweise innerhalb des letzten, vor der Mündung 8 liegenden Drittels seiner Rohrlänge. Für die Förderung des Nebelstoffes kann man hierbei unmittelbar den im Abgasrohr 2 periodisch auftretenden Unterdruck benutzen. Dieser ist allerdings nicht hoch, und um die Arbeitsweise des Gerätes möglichst neigungsunabhängig zu machen, hat es sich daher als zweckmäßiger erwiesen, den Behälter 9 luftdicht abzuschließen und seinen Luftraum mittels einer Leitung 12, welche eine Rückstromsperre (Rückschlagventil) 13 enthält, mit der Brennkammer 1 (bzw. dem Einlaßkanal 4) zu verbinden, so daß in diesem Luftraum durch die Verpuffungen des Schwingbrenners ein Überdruck erzeugt wird, welcher angenähert dem maximalen Verpuffungsdruck in der Brennkammer entspricht und welcher den Nebelstoff durch die Leitung 10 und die Düse 11 in das Abgasrohr 2 einsprüht.

Innerhalb des Abgasrohres 2 führt der überwiegende Teil des eingesprühten Nebelstoffes zunächst eine Schwingung in Richtung des Doppelpfeiles P₁ aus, bevor er in Richtung des Pfeiles P ausgestoßen wird. Bei dieser Schwingung wird er sehr innig mit den stark durchwirbelten, heißen Trägergasen durchmischt und dadurch in Tröpfchen zerrissen, welche zu sieden beginnen und hierbei in noch kleinere Tröpfchen zerfallen. Durch die gewählte Lage des Punktes, an dem der Nebelstoff in das Abgasrohr eingeführt wird, läßt es sich weitgehend verhindern, daß der Nebelstoff über die Schnittlinie I-I zurückgerissen und dadurch unter den Einfluß von Temperaturen gerät, welche ihn der Gefahr einer völligen Eindampfung aussetzen.

In der Ansaugphase des Schwingbrenners 1, 2 saugt das Abgasrohr 2 keine kalte Luft, sondern die aus dem Kühlmantel stammende und der Mündung 8 als Pfropfen vorgelagerte, bereits vorgewärmte Luft an; der gleichzeitig eintretende Nebelstoff wird daher während sehr kurzer Zeit in einem Luftbad von angenähert konstanter Temperatur aufbereitet, bevor er ausgestoßen wird.

Die Menge des aufbereiteten Nebelstoffes läßt sich mittels des in der Leitung 10 liegenden Ventils 20 regeln. Da der Nebelstoff nicht aufgedampft, sondern nur mechanisch bei erhöhter Temperatur in Tröpfchen zerrissen und ganz kurzzeitig zum Sieden gebracht werden soll, erfordern Änderungen der Stellung des Ventils 20 keine Nachregulierung der Brennstoffzufuhr sowie meist auch keine Nachregulierung des Lufteinlasses 16.

Das dargestellte Gerät läßt sich leicht in tragbarer Form ausführen. Zur bequemeren Handhabung empfiehlt es sich, das Ventil 20 mit einem Steuerhebel nach Art eines Gewehrabzuges auszurüsten, der dies Ventil 20 um so weiter öffnet, je mehr man ihn durchzieht.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Vernebelungsgerät, bei welchem flüssiger Nebelstoff in das mit einer Frischluftdüse versehene Ende der Abgasleitung eines Schwingbrenners eingeführt wird, gekennzeichnet durch ein Mantelrohr (14), welches den aus der Brennkammer (1) und dem unmittelbar angeschlossenen Abgasrohr (2) bestehenden akustischen Resonator in lichtem Abstand umgreift und als Frischluftdüse mit der Mündung (8) des

   Abgasrohres (2) einen Injelctor bildet, der Kühlluft durch das Mantelrohr (14) hindurchsaugt und die angewärmte Frischluft der Mündung (8) des Abgasrohres (2) vorlagert, wobei die Düse (11) der Nebelstoffzuleitung (10) im letzten Drittel dieses Abgasrohres (2) liegt.
2. 2. Vernebelungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (14) die Mündung (8) des Abgasrohres um mindestens 10 cm überragt.
3. 3. Vernebelungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (8) des Abgasrohres (2) innerhalb einer Einschnürung (17) des Mantelrohres (14) steht.
4. 4. Vernebelungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (15) des Mantelrohres mit einer verstellbaren Blende (16) ausgerüstet ist.
5. 5. Vernebelungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Nebelstoff enthaltende Behälter (9) luftdicht abgeschlossen und sein Luftraum mittels einer Leitung (12) mit Rückstromsperre (13) mit der Brennkammer (1) verbunden ist, so daß diesem Luftraum ein Teil des Verpuffungsdruckes zugeführt und der Nebelstoff durch diesen Druck in das Abgasrohr (2) eingesprüht wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 180468;
   USA.-Patentschriften Nr. 1 021 521, 2057332; Gerätebeschreibung »Heißgasbläser 35« der Fa. A. Kärcher, Winnenden.

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsches Patent Nr. 973 514.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 209· 682/2 9.