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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines brennbaren Gemisches von Luft und schweren
Kohlenwasserstoffen für die Speisung von Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung hat zum Gegenstande ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines nahezu kalten Gemisches aus Luft und schweren Kohlenwasserstoffen (Naphtha u. dgl.) in Form eines haltbaren Nebels zum Antriebe von Brennkraftmaschinen.
Die Schweröl hat man bisher unter anderm auch in der Weise zum Antrieb von Brennkraftmaschinen verwendet, dass sie verdampft und mit Warmluft gemischt als Dampf-Luftgemisch in die Maschine geleitet wurden. In diesem Gemische tritt aber leicht Kondensation des Dampfes ein, was zu Störungen des Masehinenlaufes Anlass gibt. Insbesondere das Vorbeistreichen des warmen Gemisches an kalten Leitungswänden hat solche Kondensation zur Folge. Erfindungsgemäss soll nun das Schweröl nicht in Form von Dampf, sondern von möglichst kaltem Nebel in die Maschine gelangen, weil sich solcher Nebel als zu ungestörtem Betriebe geeigneter erwiesen hat, wenn gewisse Bedingungen bei seiner Entstehung und Verwendung eingehalten werden.
Das Erzeugen solchen Nebels aus Schweröl den Erfordernissen des Maschinenbetriebes anzupassen, ist Gegenstand der Erfindung.
Um einen vollkommen gleichmässigen und zugleich beständigen Nebel zu erhalten, muss vor allem der Schweröldampf in überhitztem Zustande scharf und innig mit einem möglichst kalten Luftstrom vermischt werden ; in überhitztem Zustande, um den Wärmeverlust auszugleichen, den der Dampf bei Berühren der Düse und Düsennadel erleidet. Kalt muss aber die Luft sein, weil warme Luft keinen Nebel liefert, sondern ein Dampf-Luftgemiseh. Der so gebildete Nebel bleibt beständig, wenn er auf dem Zuleitungswege zur Maschine keinem Druckabfalle unterliegt, der gleiehfalls eine teilweise Kondensation zur Folge hätte.
Um diesen physikalischen Bedingungen Genüge zu leisten, wird unter Verwendung der Abgase der Maschine, also bei Temperaturen bis zu etwa 400 , das Schweröl in einem Kessel verdampft und der Dampf überhitzt, u. zw. unter Atmosphärendruck, aber ohne Luftzutritt. Dieser Dampf wird infolge der von der Maschine ausgeübten Saugwirkung in feinem aber scharfem Strahle in den Mischraum gesaugt, wo ihn der quer zu ihm gerichtete, in kräftige Wirbelung versetzte Kaltluftstrom erfasst und infolge des grossen Temperaturunterschiedes zwischen Dampf und Luft in Nebel verwandelt. Da nun in den Leitungen zur Maschine dieser Nebel keinem Druekabfalle ausgesetzt werden darf. so darf in diesen auch keine Drosselklappe od. dgl. angebracht sein.
Die Menge des von der Maschine angesaugten Nebels muss daher schon vor dem Entstehungsorte des Nebels geregelt werden, u. zw. so, dass das Mischungsverhältnis von Öldampf und Kaltluft bei allen Belastungen der Maschine das gleiche bleibt. Dies geschieht in der Weise, dass die Querschnitte der Luftansaugöffnung und der Dampf düse gemeinsam miteinander im entsprechenden Masse geändert werden, was durch zwangsläufige Verbindung der beiden Regelungsvorriehtungen geschieht.
Eine zur Durchführung dieses erfindungsgemässen Verfahrens dienende Vorrichtung ist in der Zeichnung in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
Die Fig. 1 ist ein Schnitt durch die Dampfvernebelungsvorrichtung, den Mischer. Die Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform. Fig. 3 ist eine Stirnansieht, Fig. 4 eine Draufsicht auf den Regelschieber nach Fig. 2.
Der im Kessel 1 erzeugte und überhitzte Öldampf gelangt durch den Stutzen 3 in den Mischer 2.
Der Übertritt wird jedoch durch ein in die Verbindungsöffnung, die Düse 4, ragende Nadel 5 geregelt, die mit dem Schieber 6 gekuppelt ist, der die Luftansaugöffnung 7 des Saugluftstutzens 8 überdeckt.
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Der Regelschieber 6 trägt mit seinem Auge 9 (Fig. 2) unmittelbar die Düsennadel 5, die mit ihrer zulaufenden Spitze in die Öffnung der Diise 4 hineinragt. Die Form der Nadelspitze und die Form der Schieberöffnung 10 sind so geregelt, dass die angesaugte Luftmenge zusammen mit der angesaugten Dampfmenge bei jeder Einstellung des Schiebers ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis ergibt. Nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird der Regelschieber 6 zusammen mit der Düsennadel a durch Verschwenken eines Winkelhebels 11 verstellt. der unmittelbar mit dem Besehleunigungshebel des Fahrzeuges in Verbindung steht.
Der Saugluftstutzen 8 mündet innerhalb des Mischers 2 unmittelbar vor der Düsenöffnung 4 und hat in dieser Mündung mehrere Schraubenflächen 12 eingesetzt, die den Saugluftstrom in kräftige Wirbelung versetzen, bevor er über die Düsenöffnung streicht. Der unter dem Saugdrueke der Maschine aus der Düsenöffnung austretende Öldampfstrahl wird daher unmittelbar an seiner Wurzel von dem Luftstrome getroffen und mit diesem innigst und völlig gleichmässig vermischt, so dass in dem entstehenden Nebel keinerlei dichtere oder minder dichte Stellen vorhanden sind, die zu Kondensation Veranlassung geben könnten. Der Mischer 2 ist gegenüber dem Saugluftstutzen 8 erweitert, u. zw. bis auf den Querschnitt der zur Maschine führenden Saugleitung.
Auf diesem Leitungsweg ist keinerlei weitere verengte Stelle vorhanden, die einen Druckabfall hinter dem Mischer 2 verursachen könnte, so dass der im Mischer 2 gebildete Ölnebel unverändert bis in die Masehinenzylinder gelangt.
Damit die den Ölnebel bildende und tragende Luft so kalt ist, als es die Umstände gestatten, wird sie bei Kraftwagen von ausserhalb der Motorraube 15 nach der Ansaugcffnung 7 geleitet. Dies geschieht
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seine Fortsetzung findet.
Durch Schaugläser im Öldampfzuströmstutzen 3 und im Verbindungsrohr 14 nach dem Mischer : 2 kann beobachtet werden, dass der dem Mischer zuströmende überhitzte Öldampf durchsichtig, der im Mischer 3 erzeugte zum Motor abströmende Nebel weiss ist. wenn kalte Luft in den Mischer angesaugt wird und dass bei weissem Nebel die Maschine einen ruhigen Gang bei hoher Leistung aufweist. Wird der Nebel blass und durchsichtig. so schlägt die Maschine und ihre Leistung sinkt immer mehr. Versuche ergeben. dass je kälter die angesaugte Luft ist, desto weisser erscheint der Nebel, umso ruhiger ist auch der Gang der Maschine und desto grösser die Leistung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines brennbaren Gemisches von Luft und schweren Kohlenwasserstoffen für die Speisung von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Drucke der
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ihren Belastungen in stets gleichem Mengenverhältnisse angesaugt wird, die Luft dabei in kräftiger Wirbelung den dünnen, aber scharfen Dampfstrahl trifft und so den Öldampf in einen gleichmässigen und beständigen Ölnebel verwandelt, der dann unter Vermeidung jedes Druckabfalles in die Maschine geleitet wird.