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Verfahren zum Zerstäuben flüssiger Brennstoffe durch Wasser.
Es sind bereits Verfahren zum Zerstäuben flüssigen Brennstoffs mit Hilfe von Wasser bekannt, bei welchen das letztere in Dampfform zur Zerstäubung des Brennstoffes nach \rt eines Dampfstrahl-
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Brennstoff gegen eine geheizte Platte in dünnem Strahl gespritzt werden, wobei beide zerstäuben und wobei die chemischen Teile des Wasserdampfes (Sauerstoff und Wasserstoff) zur Anreicherung der Ver- brennungsluft im Gemisch mit dem zerstäubten Brennstoff dienen.
Beim Gegenstand der Erfindung handelt es sich um eine wesentlich andere Art der Zerstäubung flüssigen Brennstoffes durch Wasser. Die Erfindung basiert auf jener Erscheinung, die eintritt, wenn Wassertröpfchen auf eine hocherhitzte Fettschicht gelangen, wodurch diese Tropfen explosionsartig verdampfen und dabei kleine Fetteilchen mitreissen. Unter Zugrundelegung dieser Tatsache besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass flüssiger Brennstoff und Wasser auf den horizontalen, ebenen, hoch erhitzten Boden einer geschlossenen Kammer getropft werden. Hiebei verteilt sieh der Brennstoff unter Bildung einer dünnen heissen Schicht über diesen Boden und die Wassertropfen verdampfen auf der Ölschicht explosionsartig, reissen dabei kleine Teilchen aus dieser Schichte heraus und führen sie mit.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei die Fig. 1-3 zur Erklärung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen, während die Fig. 4 eine schematische Darstellung des in der Praxis zur Verwendung gelangenden Zerstäubers in einer Ausführungsform darstellt. Die Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung für die Anwendung der Zerstäubung zu Kraftzwecken.
In den Fig. 1-3 ist mit 2 eine geschlossene Kammer bezeichnet, über welcher zwei Gefässe 3 und 4 angeordnet sind, von welchen das Gefäss. das Wasser und das Gefäss 4 den flüssigen Brennstoff enthält.
Vom Gefäss 3 führt eine Rohrleitung 5 und vom Gefäss 4 eine Rohrleitung 6 in das Innere der Kammer 2.
Beide Rohrleitungen weisen je ein Absperrorgan 7 und 8 auf. Der Boden 10 der Kammer wird von einer beliebigen Heizquelle 9 erhitzt. Fällt ein Brennstofftropfen 12 und ein Wassertropfen 11 auf den heissen flachen Boden 10 der Kammer.'2, so bildet der erstere auf diesem flachen Boden ein dünnes Häutchen, dessen Flüchtigkeit viel geringer ist als die des Wassers. Die Hitze des Bodens 10 teilt sich dem Häutchen 12 mit, so dass das Wassertröpfchen 11 explosionsartig rasch verdampft und dabei kleine Teilchen des Brennstoffes aus der Schicht herausreisst und mitführt. Da hiebei der Dampfmantel verbraucht wird, bildet sich kontinuierlich ein weiterer Dampfmantel, bis das Gesamtvolumen des Wassertropfens aufgebraucht ist.
Hiebei kann sieh der Wassertropfen 11 in eine grosse Zahl kleiner Kugeln 13 zerteilen, an welchen das eingangs dargestellte Phänomen auftritt. Sie explodieren schliesslich und schleudern nach allen Richtungen eine sehr grosse Zahl von Wassermolekeln fort. Während dieser Umwandlung des ursprünglichen Wassertröpfehens 11 hat sieh der Brennstoffilm 12 auf der Wand 10 mehr und mehr abgeflacht.
Die Tropfen 12 haften nun-erstens unter der mechanischen Einwirkung, die durch die rasche Bewegung der Wassertröpfchen bedingt wird und zweitens zufolge ihrer Viskosität-an den Wassertröpfchen an, umkleiden sie und zerfallen im Augenblick des Zerplatzens der kugeligen Wassertröpfchen 13 in Brennstoffmoleküle, wodurch eine ausgezeichnete Zerstäubung des Brennstoffes eintritt.
Anderseits explodieren auch die feinen mitgerissenen Brennstofflüssigkeitsteilehen zufolge der hohen, im Raume 2 herrschenden Temperatur und ihrer eigenen Ausdehnung, so dass beide Flüssigkeiten gemäss Fig. 3 vollkommen zerstäubt werden und bei der Öffnung 14 austreten.
Bei diesem Verfahren ist gleichfalls in Betracht zu ziehen, dass die Zerstäubung des flüssigen
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gleichen Ergebnissen erzielt werden kann, wenn diese Kammer fakultativ einem Unterdruck bzw. einem Druck, der gleich oder höher als der Druck der Aussenluft ist, oder einer solchen Temperatur ausgesetzt wird, dass die brennbare Flüssigkeit in der Kammer entflammt wird. Desgleichen wird die Zerstäubung
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Gase erfolgen, selbst wenn diese Gase die Kammer mit einer beliebig hohen Geschwindigkeit passieren, wodurch es möglich wird, die Zerstäubung bis zur Vergasung zu treiben.
Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung zeigt, mit welchen Mitteln die Zerstäubung eines flüssigen Brennstoffes bis zur Vergasung getrieben werden kann. Hiezu wird die Kammer 2 mit dem horizontalen,
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einem Rohr 17 oder deren mehreren besteht, welche die Verlängerung des Austrittsrohres 14 bilden, das unmittelbar in den von der Wärmequelle 9 ausgehenden Wärmestrom eingeschaltet ist. Beim Vergaseraustritt wird ein Gas erhalten, das durch mehr oder minder vollkommene Spaltung des Wassers und des flüssigen Brennstoffes entstanden ist. Dieses Gas kann in beliebigen Heizvorrichtungen, in einem Kessel und auch für andere industrielle Zwecke verwendet werden.
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bewirkt die Zerstäubung des durch das Rohr 14 in die Motorzylinder eintretenden flüssigen Brennstoffes.
Die Erfindung betrifft demnach im wesentlichen die Zerstäubung eines flüssigen Brennstoffes oder irgendeines andern festen Körpers, z. B. Naphthalin, Paraffin oder sonst eines Hartfettes, nach Schmelzung desselben unter Wärmeeinwirkung. Alle diese Körper werden gemäss der Erfindung durch die verdampfenden Wassertröpfellen zerstäubt. An die Grösse und Gestalt der beschriebenen Vorrichtungen ist die Erfindung nicht gebunden ; sie ist ferner für alle häuslichen, industriellen und für beliebige andere Zwecke anwendbar.
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Process for atomizing liquid fuels through water.
Processes for atomizing liquid fuel with the aid of water are already known, in which the latter is in vapor form for atomizing the fuel after a steam jet
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Fuel can be sprayed against a heated plate in a thin jet, both of which atomize and the chemical parts of the water vapor (oxygen and hydrogen) serve to enrich the combustion air in a mixture with the atomized fuel.
The subject matter of the invention is a substantially different type of atomization of liquid fuel by means of water. The invention is based on the phenomenon that occurs when water droplets come into contact with a highly heated layer of fat, as a result of which these droplets evaporate explosively and entrain small fat particles. Based on this fact, the method according to the invention consists in that liquid fuel and water are dripped onto the horizontal, flat, highly heated floor of a closed chamber. In doing so, the fuel is distributed over this floor, forming a thin hot layer, and the water droplets evaporate explosively on the oil layer, tearing small particles out of this layer and carrying them along.
The drawing shows, for example, embodiments of a device for carrying out the method according to the invention, FIGS. 1-3 serve to explain the method according to the invention, while FIG. 4 shows a schematic representation of the nebulizer used in practice in one embodiment. Fig. 5 shows an apparatus for the use of atomization for power purposes.
In Figs. 1-3, 2 designates a closed chamber, above which two vessels 3 and 4 are arranged, of which the vessel. the water and the vessel 4 contains the liquid fuel.
A pipe 5 leads from the vessel 3 and a pipe 6 leads from the vessel 4 into the interior of the chamber 2.
Both pipelines each have a shut-off device 7 and 8. The bottom 10 of the chamber is heated by any heat source 9. If a drop of fuel 12 and a drop of water 11 fall on the hot, flat floor 10 of the chamber, the former forms a thin membrane on this flat floor, the volatility of which is much less than that of water. The heat of the soil 10 is shared with the membrane 12, so that the water droplet 11 evaporates rapidly in an explosive manner, tearing small particles of the fuel out of the layer and carrying them with it. Since the steam jacket is used up, another steam jacket is continuously formed until the total volume of the water droplet is used up.
In this case, the water droplet 11 can break up into a large number of small spheres 13 on which the phenomenon described at the beginning occurs. They finally explode and hurl a very large number of water molecules in all directions. During this conversion of the original water droplet 11, the fuel film 12 on the wall 10 has flattened more and more.
The droplets 12 adhere to the water droplets, firstly under the mechanical effect caused by the rapid movement of the water droplets and secondly due to their viscosity, envelop them and disintegrate into fuel molecules at the moment the spherical water droplets 13 burst, creating an excellent Atomization of the fuel occurs.
On the other hand, the fine, entrained fuel liquid parts also explode due to the high temperature prevailing in space 2 and their own expansion, so that both liquids according to FIG. 3 are completely atomized and emerge at the opening 14.
With this method it should also be taken into account that the atomization of the liquid
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The same results can be achieved if this chamber is optionally exposed to a negative pressure or a pressure that is equal to or higher than the pressure of the outside air, or a temperature such that the combustible liquid in the chamber is ignited. So does the atomization
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Gases occur even if these gases pass through the chamber at an arbitrarily high speed, which makes it possible to drive the atomization to gasification.
The device shown in Fig. 4 shows the means by which the atomization of a liquid fuel can be driven to gasification. For this purpose the chamber 2 with the horizontal,
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consists of a pipe 17 or several which form the extension of the outlet pipe 14, which is switched directly into the heat flow emanating from the heat source 9. When the gasifier exits, a gas is obtained that has arisen from the more or less complete splitting of the water and the liquid fuel. This gas can be used in any heating device, in a boiler and also for other industrial purposes.
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causes the liquid fuel entering the engine cylinders through tube 14 to be atomized.
The invention therefore relates essentially to the atomization of a liquid fuel or any other solid body, e.g. B. naphthalene, paraffin or another hard fat, after melting it under the action of heat. According to the invention, all these bodies are atomized by the evaporating water droplets. The invention is not restricted to the size and shape of the devices described; it is also applicable for all domestic, industrial and any other purposes.