AT151209B

AT151209B - Brennstoffverdampfer, insbesondere für das Anlassen von Einspritzbrennkraftmaschinen.

Info

Publication number: AT151209B
Authority: AT
Original assignee: Bosch Robert
Priority date: 1936-02-25
Filing date: 1937-02-06
Publication date: 1937-10-25

Description

Brennstoffverdampfer, insbesondere für das Anlassen von Einspritzbrennkraftmaschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennstoffverdampfer, dessen wirksamer Verdampferteil unterhalb des Brennstoffspiegels mit einem Brennstoffvorratsbehälter in offener Verbindung steht, insbesondere zum Erleichtern des Anlassens von Einspritzdieselmaschinen. Der Erfindungsgegenstand kann jedoch auch für andere Brennkraftmaschinen und auch zur Erzeugung eines zündfähigen Dampfluftgemisches im Dauerbetrieb benutzt werden. Die Erfindung besteht darin, dass sich die Austritts- öffnung für den erzeugten Brennstoffdampf oberhalb des höchsten im Brennstoffbehälter sich einstellenden Brennstoffstandes befindet und dass im Dampfweg ein Strömungswiderstand angeordnet ist zur Erzeugung eines Staudruckes, durch den ein Teil des vor dem Heizbeginn in der Heizzone befindlichen Brennstoffes in den Vorratsbehälter zurückgedrängt werden kann.

Aus diesem Vorratsbehälter fliesst unter dem Einfluss der in diesem befindlichen Brennstoffsäule stets nur soviel Brennstoff nach, als zur Erzeugung der durch den Störungswiderstand festgelegten Dampfmenge erforderlich ist. Die Dampferzeugung wird also vollkommen selbsttätig geregelt, sofern der Strömungswiderstand für den Brennstoffdampf so bemessen ist, dass kein Dampf in den Vorratsbehälter entweichen kann, dass also in dem unteren Teil des Heizrohres stets ein Flüssigkeitsverschluss bestehen bleibt. Mit Vorteil kann der Strömungswiderstand in der Heizzone angeordnet und hiedurch verhütet werden, dass sein Querschnitt durch Niederschlagen der schwerer siedenden Brennstoffbestandteile sich verengt.

Um zu vermeiden, dass die in der Luftzuführungsleitung der Maschine auftretenden Druckschwankungen auf den Flüssigkeitsstand im Heizrohr einwirken, können in der Nähe der Austrittsstelle für den Brennstoffdampf Druckausgleichsöffnungen angebracht werden, durch die erreicht wird, dass an dieser Stelle praktisch der gleiche Druck herrscht wie über dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter.

Da die Einmündungsstelle des Heizrohres an der Luftzuführungsleitung stets über dem höchsten Brennstoffspiegel liegt, kann kein unverdampfter Brennstoff in die Luftwege der Maschine gelangen.

Daher kommen die sonst an dieser Stelle benötigten Hähne oder Ventile in Fortfall und der Aufbau der Vorrichtung wird ebenso vereinfacht wie die Bedienung, die sich auf die Betätigung eines den Heizstromkreis beherrschenden Schalters beschränkt. Durch die Wirkung des zwischen den Flüssigkeitsständen im Heizrohr und im Vorratsbehälter sich einstellenden Höhenunterschiedes wird eine stets gleichbleibende Brennstoffmenge erzeugt, die mit grosser Geschwindigkeit in den Verbrennungsluftstrom eintritt. Hiedurch wird eine gute Durchmischung der beiden Verbrennungsbestandteile erzielt.

Eine Entmischung auf dem weiteren Wege zu den Zylindern der Maschine wird dadurch verhütet, dass nach dem Einschalten des Heizstromes ein grosser Teil des Heizrohres nicht mehr vom flüssigen Brennstoff benetzt wird und dadurch zur Trocknung und Überhitzung der lediglich im unteren Teile des Heizrohres entstehenden Dämpfe beiträgt. Somit brauchen in den Gemischwegen keine weiteren Heizvorrichtungen angeordnet zu werden und es kann trotz dieser wesentlichen Vereinfachungen das für den Betrieb der Einspritzmaschine dienende Schweröl in dem Verdampfer verarbeitet werden.

Der Aufbau der Vorrichtung kann weiterhin wesentlich vereinfacht werden, wenn in weiterer zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung die Wandungen des Heizrohres gleichzeitig als Heizwiderstand benutzt werden. Durch geeignete Auswahl eines Werkstoffes mit verhältnismässig hohem elektrischen Widerstand und durch die Wahl geeigneter Rohrquerschnitte, Wandstärken und Heizrohrlängen kann erreicht werden, dass gerade die für die gewünschte Verdampferleistung und bzw. oder die zur Erzielung der zweckmässigsten Überhitzungstemperatur erforderliche Stromstärke in den

Rohrwandungen fliessen kann.

Diese Ausgestaltung empfiehlt sich auch schon aus dem Grunde, weil die für die Herstellung elektrischer Widerstände vorzugsweise in Frage kommenden Werkstoffe sich auch durch grosse Temperaturbeständigkeit und Korrosionsfestigkeit auszeichnen. Gegebenenfalls kann auch das Heizrohr selbst zur Erzeugung des Strömungswiderstandes benutzt werden durch Wahl eines
Rohres von geeignetem Durchmesser und zweckentsprechender Länge oder mit Hilfe einer durch Verformung einer Wandungsstelle in ihm erzeugten Querschnittsverengung.

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Brennstoffverdampfer in Verbindung mit einer Einspritzbrennkraftmasehine, Fig. 2 eine zweckmässige andere Ausführungsform des Brennstoffverdampfers. Fig. 3 zeigt ebenfalls in Verbindung mit einer Einspritzbrennkraftmaschine eine weitere Ausführungsform eines Brennstoffverdampfers, die in der Fig. 4 vergrössert im Schnitt dargestellt ist.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist in eine mit einem Filter F versehene Luftzuführungs- leitung L einer Brennkraftmaschine M ein am Ende mit einer Düse 11 versehenes Heizrohr 10 eingeführt. Das andere Ende dieses Heizrohres ist ein kurzes Stück nach aufwärts geführt und endet in einem mit einem Deckel 13 abgeschlossenen Vorratsbehälter 12, in den bis zu einer durch einen Überlauf 14 bestimmten Höhe Brennstoff eingefüllt wird. An dem Heizrohr 10 ist eine Heizwicklung 15 angebracht.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt : Wenn der Heizwicklung 15 Strom zugeführt wird, erwärmt sich das Heizrohr 10 und mit ihm die in diesem bis zur Höhe H reichende Brennstoffsäule. Der hiebei alsbald in reichlicher Menge sieh entwickelnde Dampf wird an der Düse gestaut und drückt den Flüssigkeitsspiegel im Heizrohr etwa bis zur Höhe Hui'Infolge des auf dem Dampf lastenden Druckes der Flüssigkeitssäule 7t tritt Dampf, der an der nicht von Brennstoff benetzten Heizzone getrocknet und schliesslich überhitzt wird, mit grosser Geschwindigkeit aus der Düse 11 in die Luftzuführungsleitung.

Lässt die Dampferzeugung nach, so tritt mehr Brennstoff in die Heizzone und verstärkt die Dampfbildung wieder, bei zu grosser Dampflieferung wird der Brennstoff weiter aus der Heizzone herausgedrängt. Die Dampferzeugung regelt sich also vollkommen selbsttätig. In der Luftzuführungsleitung bildet sich nach kurzer Heizdauer ein sehr beständiges und vor allem zündfähiges Luft-Dampfgemiseh, das bei Betätigung des Anlassers in die Zylinder gelangt, nach der Verdichtung in diesen sich leicht entzündet und die Maschine so lange betreibt, als die Heizvorrichtung 15 in Tätigkeit ist. Soll die Einrichtung lediglich für den Anlassvorgang einer Einspritzbrennkraftmasehine benutzt werden, so kann der Vorratsbehälter 12 sehr klein bemessen werden ; trotzdem braucht der Brennstoff nur in grösseren Zeitabständen nachgefüllt zu werden.

Zweckmässig kann jedoch auch durch eine nicht dargestellte Fördervorrichtung Brennstoff im Überschuss dem Behälter 12 zugeführt werden. Auch in
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gehalten wird.

Die Düse 11 reicht in eine an der Luftzuführungsleitung L angebrachte Ausbuchtung 16 hinein, in der eine weite Druckausgleichöffnung 17 angebracht ist. Durch diese wird verhütet, dass der Saugdruck, der unter Umständen bei einer Verstopfung des Filters F ziemlich hoch ansteigen kann, auf den Flüssigkeitsstand im Heizrohr einwirkt. Für den Dauerbetrieb der Maschine sind an der Oberseite des Zylinderblocks der Maschine. M Einspritzdüsen D üblicher Bauart vorgesehen, denen der Brennstoff durch eine nicht gezeichnete Einspritzpumpe zugeführt wird.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sieh zunächst dadurch von dem der Fig. 1, dass das Heizrohr 20 keine Heizwicklung trägt, sondern selbst gleichzeitig als Heizwiderstand dient. Mit seinem unteren Teil ist das Heizrohr durch einen den Vorratsbehälter 22 und dessen unteren verjüngten Teil 23 durchsetzenden Schacht 25 geführt. Schacht 25 und Heizrohr 20 sind an einem in einen Isolator 26 eingesetzten Verbindungsstück 27 angebracht, das durch mehrere Öffnungen 28 einen stets offenen Verbindungsweg zwischen dem Heizrohr und dem unteren Teil 23 des Vorratsbehälters enthält. Durch einen gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Bolzen 29 sind die Rohre 20 und 25 lösbar im Behälter 22 festgelegt, an dessen Decke 30 sie in einem ebenfalls lösbar angebrachten Isolator 31 gehalten werden.

Ein am Behälter 22 angebrachter Stutzen 32 steht mit einer Brennstoffördervorrich- tung in Verbindung.

Die durch eine Schraubenspindel 35 regelbare Ausströmungsdüse 36 ist gegen eine Wanddurchbrechung 37 der Luftzuführungsleitung L gerichtet. Die Düse befindet sich in einer Kammer 38, die durch Druckausgleichsöffnungen 39 mit der Aussenluft in Verbindung steht. Da der Gesamtquersehnitt dieser Ausgleichsöffnungen wesentlich grösser ist als der der Wanddurchbrechung 37, kann der Druck in der Luftzuführungsleitung L nicht auf die Düse bzw. das Innere des Heizrohres 20 einwirken.

Um mit Sicherheit zu vermeiden, dass bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung Brennstoffdampf aus den Druckausgleichsöffnungen 39 ins Freie tritt, kann die Kammer 38 durch eine weite Leitung mit dem über dem Flüssigkeitsstand im Behälter 22 befindlichen Luftraum verbunden werden. In diesem Falle muss auch das Überlaufrohr 24 einen grossen Querschnitt besitzen. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie die der Fig. 1.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist das Heizrohr 20 mit der Düse 11 vollständig im Innern des Vorratsbehälters 22 angeordnet, der unmittelbar an der Luftzuführungsleitung L der

Maschine M angebracht ist, so dass sein Luftraum mit der Leitung L in Verbindung steht. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Brennstoffraum 40 von dem darüber befindlichen Luftraum durch eine Zwischenwand 41 getrennt, die von einer in der Luftzuführungsleitung L frei endigenden Überlaufleitung 42 durchbrochen wird.

Diese Massnahme ist dadurch ermöglicht worden, dass zur Nachfüllung des Brennstoffbehälters lediglich die geringe beim Betriebe der Einspritzpumpe P von einer der Einspritzdüsen D anfallende Leckölmenge benutzt wird, die durch eine im Anschlussstutzen 44 endigende Leckölleitung 43 dem Brennstoffraum zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsstück 27 metallisch mit dem Behälterunterteil 23 verbunden, der über die Luftzuführungsleitung L mit der Masse der Maschine in Verbindung steht. Die Stromzuführung erfolgt durch einen isoliert durch die Gehäusedecke geführten Halter 45, durch den das Ausströmende des Heizrohres 20 in der richtigen Lage festgelegt ist. Die den Strömungswiderstand bildende Verengung 46 befindet sich in dem stromdurchflossenen Teil des Heizrohres 20, d. h. in der Heizzone.

Die Benutzung des Leeköles zum Nachfüllen des Brennstoffvorratsbehälters ist deswegen besonders vorteilhaft, weil bereits die Leckölmenge einer Einspritzdüse, wie die Erfahrung gezeigt hat, ungefähr dem für Anlasszwecke erforderlichen Brennstoffbedarf entspricht. Am Überlauf tritt daher in der Zeiteinheit nur eine geringe Brennstoffmenge aus, deren Beseitigung keine Schwierigkeiten bereitet bzw. besondere Leitungsführungen erfordert. Daher kann diese Massnahme mit Vorteil auch in Verbindung mit andern Anlasseinrichtungen angewendet werden. Im Bedarfsfalle können natürlich auch die Leckölleitungen mehrerer Einspritzdüsen in den Brennstoffbehälter eingeführt werden.

In einer Einwölbung 33 der Behälterwandung ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Schauglas 34 angeordnet, durch das der Brennstoffstand im Behälter 22 beobachtet werden kann.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die gleiche wie die der vorher behandelten Ausführungsbeispiele.

PATENT-ANSPRUCHE : 1. Brennstoffverdampfer für Brennkraftmaschinen, dessen wirksamer Verdampferteil unterhalb des Brennstoffspiegels mit einem Brennstoffvorratsbehälter in offener Verbindung steht, insbesondere zum Anlassen von Einspritzdieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Austrittsöffnung für den erzeugten Brennstoffdampf oberhalb des höchsten im Vorratsbehälter sich einstellenden Brennstoffspiegels befindet und dass im Dampfweg ein Strömungswiderstand angeordnet ist zur Erzeugung eines Staudruckes, durch den ein Teil des vor dem Heizbeginn in der Heizzone befindlichen Brennstoffes
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Claims

2. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Erzeugung des Druckgefälles dienende Strömungswiderstand in der Heizzone oberhalb des höchsten im Heizrohr (10, 20) zu erwartenden Flüssigkeitsstandes angeordnet ist.

3. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe EMI3.2 leitung (L) angebracht sind.

4. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichs- öffnungen (39) in einer Druekausgleichskammer (38) angeordnet sind, die mit der Luftzuführung- leitung (L) lediglich durch eine Öffnung (37) in Verbindung steht, durch die der im Heizrohr (20) entwickelte Dampf hindurehtreten kann, und die enger ist als die Druckausgleichsöffnungen (89).

5. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen des Heizrohres (20) gleichzeitig als Heizwiderstand dienen.

6. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (22) oberhalb des Brennstoffspiegels mit der Luftzuführungsleitung (L) der Maschine in offener Verbindung steht.

7. Brennstoffverdampfer nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (22) oberhalb des Brennstoffspiegels mit der Druckausgleichskammer (38) in Verbindung steht.

8. Brennstoffverdampfer nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Vorratsbehälter (22) angeordnete Überlaufleitung (42) mit der Luftzuführungsleitung (L) in offener Verbindung steht.

9. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der oberhalb des Brennstoffspiegels im Vorratsbehälter befindliche Luftraum und der zur Aufnahme des Brennstoffvorrates dienende Behälterteil durch eine Zwischenwand (41) voneinander getrennt sind.

10. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (20) im Innern eines den Vorratsbehälter (22, 23) durchsetzenden, über den höchsten in diesem sich einstellenden Flüssigkeitsstand reichenden und oben offenen Schachtes (25) angeordnet ist.

11. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (22, 23) mit dem in seinem Innern befindlichen Heizrohr (20) oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes an der Luftzuführungsleitung (L) der Maschine festgelegt ist. <Desc/Clms Page number 4>

12. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Luftzuführungsleitung (L) der Maschine an der Anschlussstelle des Brennstoffvorratsbehälters (22) durchbrochen ist und dass diese Wanddurchbrechung gleichzeitig zum Durchlass des Brennstoffdampfstrahles und der Überlaufleitung (42) dient.

13. Brennstoffverdampfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (20) mittels eines gleichzeitig als Stromzuführung dienenden Halters an der Wandung des Vorratsbehälters festgelegt ist.

14. Einrichtung zum Anlassen von Einspritzmotoren insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlassbrennstoff dem beim Betriebe der Einspritzanlage anfallenden Leeköl entnommen wird. EMI4.1