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Wirbelkammer zur Erzeugung von Luft-Staubgemisehen für Staubmotoren.
Für einen einwandfreien Betrieb von Staubmotoren ist es notwendig, den für die Verbrennung vorgesehenen Staub mechanisch möglichst fein zu unterteilen und dann mittels einer bestimmten Menge Luft ein möglichst gesättigtes Gemisch zu bilden, aus welchem mit Hilfe weiterer Luftmengen unter Verwendung einer Injektordüse bestimmte mehr oder weniger kleine Mengen abgesaugt werden, so dass die am Injektor vorbeistreichende Luft je nach der Geschwindigkeit ganz bestimmte Mengen
Staub ansaugt.
Es ist also Vorbedingung, dass unter sich stets gleiche Mengen Luft und Staub bis zur
Sättigung gemischt werden und in Mischung erhalten bleiben, d. h. dass keine Staubteile wieder aus der Mischung ausfallen und dass schliesslich dieses gesättigte Luft-Staubgemisch, als ein neuer Brennstoff betrachtet werden kann, der mit Hilfe von strömender Luft zur Verbrennung angesaugt oder eingeblasen wird.
Der Raum, in dem das Gemisch erzeugt wird, wird im folgenden als Wirbelkammer bezeichnet.
In diese Kammer gelangt der Staub von oben entweder aus einem höher liegenden Staubsammelbehälter oder. wird aus einem tiefer liegenden Staubsammelbehälter von oben eingeblasen. Auf jeden Fall ist der Staubzugang in die an sich senkrecht stehende Wirbelkammer von oben vorgesehen. Die zur Wirbelung benutzte Luft tritt nach Möglichkeit von. unten in die Wirbelkammer ein, so dass Staubund Luftzufuhr gegeneinander gerichtet sind. Die zur Wirbelung benutzte Luft ist entweder ein Teil der Ladeluft für den zu betreibenden Motor oder wird von andern Stellen genommen.
Auf der. Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematich dargestellt.
Die Wirbelkammer besteht danach aus drei Teilen, dem oberen konischen Teil 1, an welchem der Düsenausgang 2, das obere Ausgangsfilter 3 und ein Flansch 4 zur Befestigung mit den andern Teilen sowie die Zuführungsleitung 18 für den Staub angeordnet ist, dem mittleren zylindrischen Teil 5, welcher je nach dem Inhalt der Wirbelkammer verschieden hoch sein kann, und dem unteren konischen Teil 6, an welchem das Ein-oder Ausgangsfilter 7 mit dem Luftanschluss angeordnet ist. An beiden Filtern 3, 7 sind Luftleitungen 10, 9 angeschlossen, die üb"r einen Drehchiebr 77 mit der Pumpe 12 in Verbindung stehen.
Zwischen Drehsehieber 11 und Pumpe 12 kann ein Filter 14 in die Leitung eingeschaltet werden, während in die Luftansaugeleitung der Pumpe eine Vorlage 7. 3 zur Lufttrocknung angeordnet werden kann. Durch diese Filteranordnung soll das Schmieröl aus dem Pumpenzylinder von der Wirbelkammer zurückgehalten werden.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Über die mit der Vorlage 13 ausgerüstete Leitung wird durch die Ladepumpe 12 Luft, z. B. aus der Atmosphäre, angesaugt und über das Filter 14, den Drehschieber 11, die Leitung 9 und das Filter 7 von unten in die Wirbelkammer eingeblasen. Eine wesentliche Drucksteigerung darf hiebei nicht entstehen, damit der Staubzugang zu der Wirbelkammer nicht ungünstig beeinflusst wird. Die in die Wirbelkammer eingeleitete Luft muss also an anderer Stelle sofort wieder austreten, u. zw. so, dass von ihr kein Staub aus der Wirbelkammer mitgenommen werden kann.
Zu diesem Zweck ist die Austrittsöffnung der Luft aus der Wirbelkammer in die Leitung 10 durch ein den Staub zurücklialtendes Filter. 3 abgeschlossen. Die Luft wird dann durch die gestrichelt angedeutete Leitung am Injektor 2 vorbeigeführt und saugt aus dem bereits durch Wirbelung erzeugten Luft-Staubgemisch der Wirbelkammer einen Teil ab. Bei dauernd gleichgerichtetem Betriebe, d. h. bei gleicher Durchströmung der Wirbelluft durch die Wirbelkammer von unten nach oben, wird sich das Filter 3 am Luftaustritt der Kammer sehr schnell mit Staub zusetzen, so dass der Luftaustritt nach und nach erheblich erschwert wird.
Um dies zu vermeiden, wird die Wirbelluft bei je einem
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Motorhub einmal über das Filter 7 von unten in die Kammer eingeblasen und entweicht über das Filter. 3 oben aus der Kammer, während beim nächsten Takt die Wirbelluft über das Filter 3 eintritt, wodurch der vor dem Filter sitzende Staub wieder ab-und in die Kammer geblasen wird.
Die Luft entweicht in letzterem Falle, wie in der Zeichnung dargestellt ist, durch das Filter 7 in die Leitung 9 und durch einen Drehschieber 15 in die Leitung 17, die in die den Injektor 2 umschliessende Leitung 16 mündet. Durch das Filter 7 werden die Staubteilchen zurückgehalten, so dass nur reine Luft in die Leitung 9 strömt.
Die beiden Leitungen 9 und 10 werden also wechselweise einmal als Eingangs-und das andere Mal als Ausgangsleitung für die durch die Wirbelkammer zu führende Luft benutzt, so dass der jeweils an dem einen Filter 3 oder 7 sich etwa festsetzende Staub bei der Umsteuerung der Anlage auf entgegengesetzt gerichtete Luftströmung wieder in die Wirbelkammer zurückgeblasen wird. Die Umsteuerung der Luftströmung geschieht mittels der Drehschieber 11 und 15. Die Wirbelkammer wird zweckmässig birnenförmig ausgebildet, d. h. nach unten stark verengt. Im oberen Drittel besitzt sie den grössten Querschnitt und verjüngt sich nach oben wieder bis zum Düsenausgang. Im Innern der Wirbelkammer können besondere Leit-oder Stossbleehe zwecks bestimmter Führung oder Ablenkung des Luftstromes vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann die Kammer jede für den gewollten Zweck besonders vorteilhafte Form erhalten. Die Filter 3, 7 können nicht nur aussen an der Wirbelkammerwand sitzen, sondern auch nach innen mehr nach dem grössten Durchmesser der Wirbelkammer hin verlegt werden, um gegebenenfalls grössere Filterquersehnitte unterzubringen. Die Kammer kann aus jedem beliebigen Material, z. B. Metallguss, Kunstharz, Glas, Porzellan usw., bestehen und unter Umständen im Innern eine künstlich geglättete Oberfläche oder aber künstlich aufgerauhte Fläche je nach den besonderen Betriebsbedingungen besitzen.
Es sei noch bemerkt, dass in die Wirbelkammer, z. B. mittels einer Schnecke 19, stets gleiche Staubmengen sowie über die jeweilige Einlassluftleitung stets gleiche Luftmengen eingebracht und beide mit Hilfe einer jeweils bestimmten Menge durchströmender Wirbelluft bis zur Sättigung gemischt
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die benötigte Luft dienen sowie die austretende Luft an einer mit der Wirbelkammer in Verbindung stehenden Injektordüse (2) vorbeileiten.