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Die Erfindung bezieht sich auf einen Vergaser mit einem von einem Luftstrom durchsetzten Gehäuse und mit einer Förderleitung für den flüssigen Brennstoff.
Für die Verbrennung eines flüssigen Brennstoffes in einem Verbrennungsmotor oder in einem Brenner wird ein Brennstoff-Luftgemisch angestrebt, das ein für die nachfolgende Verbrennung insbesondere hinsichtlich des Schadstoffgehalts der Abgase vorteilhaftes Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft sicherstellt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Brennstoff in feinen Tröpfchen in den Luftstrom einzuspritzen, um aufgrund einer dabei auftretenden Verwirbelung ein BrennstoffLuftgemisch mit einer weitgehend gleichmässigen Brennstoffverteilung über das Luftvolumen zur Verfügung stellen zu können.
Trotz des mit der Brennstoffverdüsung verbundenen Aufwandes können jedoch keine Verbrennungsbedingungen geschaffen werden, wie sie bei einem gasförmigen Brennstoff vorliegen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Vergaser anzugeben, mit dessen Hilfe in vorteilhafter Weise ein flüssiger Brennstoff zum Erzeugen eines gasförmigen Brennstoff-Luftgemisches in einem Luftstrom durch eine Phasenumwandlung vergast werden kann.
Ausgehend von einem Vergaser der eingangs geschilderten Art, löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Gehäuse einen vom Luftstrom durchströmten, offenporigen Strömungskörper umschliesst, der einen an die Förderleitung für den Brennstoff angeschlossenen, flüssigkeitsdurchlässigen Mantel als Verteilereinrichtung für den Brennstoff aufweist.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass dann gute Voraussetzungen für die Bildung eines gasförmigen Brennstoff-Luftgemisches erreicht werden, wenn für die Phasenumwandlung des flüssigen Brennstoffes eine grosse Oberfläche bereitgestellt werden kann, die nicht nur gleichmässig mit dem flüssigen Brennstoff beschickt, sonder auch gleichmässig mit einem entsprechenden Luftstrom beaufschlagt wird, sodass der flüssige Brennstoff im Luftstrom verdampft und bis zum Sättigungsgrad im Luftstrom aufgenommen wird.
Dies gelingt mit einem offenporigen Strömungskörper, der zufolge seiner Poren eine grosse Oberfläche für die Verdampfung des Brennstoffes aufweist und auch aufgrund der Kapillarwirkung des Porensystems für eine weitgehend gleichmässige Verteilung des flüssigen Brennstoffes über sein Volumen unter der Voraussetzung sorgt, dass der flüssige Brennstoff dem Strömungskörper über seine Oberfläche verteilt zugeführt wird. Zu diesem Zweck weist der Strömungskörper einen flüssigkeitsdurchlässigen Mantel als Verteilereinrichtung für den Brennstoff auf, der über die angeschlossene Förderleitung dem Mantel zugeführt und innerhalb des Mantels über die vom Mantel bedeckte Oberfläche des Strömungskörpers verteilt wird.
Da der den Brennstoff aufnehmende Luftstrom den offenporigen Strömungskörper in Richtung der Achse seines Mantels durchströmt, können in einfacher Art besonders gute Bedingungen zum gleichmässigen Eintragen des vergasten Brennstoffes in den Luftstrom sichergestellt werden.
Bei sonst gleichbleibenden Parametern hängt der Sättigungsgrad für die Aufnahme des verdampfenden Brennstoffes durch den Luftstrom von dessen Temperatur ab, sodass der Brennstoffgehalt des Brennstoff-Luftgemisches über die Temperatur des Luftstromes bestimmt werden kann.
Aus diesem Grund kann dem offenporigen Strömungskörper eine Heizeinrichtung zugeordnet werden, mit deren Hilfe eine entsprechende Wärmemenge in den Strömungskörper eingetragen werden kann, um die den Strömungskörper durchströmende Luft auf eine jeweils vorgebbare Temperatur zu erwärmen und damit einen entsprechenden Brennstoffanteil sicherzustellen. Die in den Strömungskörper eingetragene Wärme sorgt aber auch für eine Erwärmung des Brennstoffes, was nicht nur dessen Phasenumwandlung in die -
Gasform unterstützt, sondern auch Einfluss auf seine Viskosität und damit auf die Kapillarwirkung hat.
Die Heizeinrichtung kann konstruktiv unterschiedlich gestaltet werden, weil es lediglich auf den Wärmeeintrag in den Strömungskörper ankommt.
Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich jedoch, wenn als Heizeinrichtung eine auf der Aussenseite des flüssigkeitsdurchlässigen Mantels vorgesehene Heizfolie eingesetzt wird. In Sonderfällen könnte auch eine Mikrowellenheizung für die Erwärmung des Brennstoffes zur Anwendung kommen, über den dann die Luft erwärmt wird.
Zur Verteilung des flüssigen Brennstoffes über den flüssigkeitsdurchlässigen Mantel muss innerhalb dieses Mantels für eine entsprechende Flüssigkeitsverteilung Vorsorge getroffen werden. Dies kann mit einfachen konstruktiven Mitteln dadurch erreicht werden, dass als flüssigkeitsdurchlässiger Mantel ein den offenporigen Strömungskörper umhüllendes Vlies eingesetzt wird.
Es ist aber auch möglich, eine Aussenschicht des Strömungskörpers selbst als flüssigkeitsdurchlässigen Mantel zu nützen, der eine Verteilerfunktion für den aufgenommenen Brennstoff über die Mantelfläche übernehmen kann, beispielsweise dadurch, dass im Bereich einer Mantelschicht die Porengrösse bzw. -dichte entsprechend unterschiedlich zum übrigen Volumen des Strömungskörpers gewählt wird.
Für den offenporigen Strömungskörper ist zu fordern, dass er einen ausreichenden Strömungsquerschnitt für einen geforderten Luftdurchsatz aufweist und zugleich die Verteilung des flüssigen Brennstoffes über sein Volumen insbesondere durch Kapillarwirkung unterstützt.
Diese Anforderungen können in besonders vorteilhafter Weise durch einen geschäumten Keramikwerkstoff erfüllt werden, der keine Reaktionen mit dem Brennstoff erwarten lässt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar wird ein erfindungsgemässer Vergaser in einem schematischen Längsschnitt gezeigt. -v-
Der Vergaser gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein metallisches Gehäuse 1 mit einem Zulaufanschluss 2 und einen Ablaufanschluss 3 für einen durch das Gehäuse 1 geförderten Luftstrom auf. Für die Brennstoffversorgung ist ein Anschluss 4 vorgesehen. In das Gehäuse 1 ist ein offenporiger Strömungskörper 5, vorzugsweise aus einem geschäumten Keramikwerkstoff, eingesetzt, der mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Mantel 6, beispielsweise aus einem Vlies, umhüllt ist.
Dieser an den Brennstoffanschluss 4 angeschlossene Mantel 6 bildet für den zugeförderten Brennstoff eine Verteilereinrichtung, mit deren Hilfe der Brennstoff über die Oberfläche des Strömungskörpers 5 verteilt wird. Aufgrund der Offenporigkeit des Strömungskörpers 5 dringt der flüssige Brennstoff in die Poren ein und verteilt sich innerhalb des Porensystems aufgrund von Kapillarwirkungen weitgehend gleichmässig über das Volumen des Strömungskörpers 5.
Da der Strömungskörper 5 zugleich innerhalb seines offenen Porensystems mit der durch den Zulaufanschluss 2 in das Gehäuse 1 einströmenden Luft beaufschlagt wird, nimmt die den Strömungskörper 5 durchströmende Luft den im Luftstrom verdampfenden Brennstoff bis zu seiner Sättigung auf, ohne dass es hierfür einer Verdampfung des Brennstoffs durch einen zusätzlichen Wärmeeintrag bedarf.
Mit einer Heizeinrichtung 7, im Ausführungsbeispiel eine den flüssigkeitsdurchlässigen Mantel 6 umschliessende Heizfolie, kann auf die Lufttemperatur und damit auf die Verdampfung des Brennstoffes Einfluss genommen werden, sodass das Mischungsverhältnis des sich bildenden Brennstoff-Luftgemisches auf der Basis einer Temperaturregelung gesteuert werden kann.
Zu diesem Zweck ist ein Fühler 8 stromabwärts des Vergasers vorgesehen, der die Temperatur des BrennstoffLuftgemisches oder den Brennstoffanteil dieses Gemisches erfasst und an eine Steuereinrichtung 9 mit diesen Parametern beaufschlagt, sodass in Abhängigkeit von der Temperatur bzw. dem Brennstoffgehalt des Brennstoff-Luftgemisches die Heizeinrichtung 7 einerseits und das Stellglied 10 einer in einer Förderleitung 11 für den Brennstoff angeorndeten Dosiereinrichtung 12, üblicherweise ein Dosierventil, anderseits angesteuert werden, um ein gefordertes Brennstoff-Luftgemisch sicherstellen zu können. Die Heinzeinrichtung 6 ist zu diesem Zweck mit einem über die Steuereinrichtung 9 beaufschlagbaren Regler 13 versehen.
Um unterschiedliche -/
Brennstoffanteile im Brennstoff-Luftgemisch zu erreichen können der Steuereinrichtung 9 entsprechende Sollwerte vorgegeben werden, wie dies durch die Eingabestufe 14 angedeutet wird.
<EMI ID=5.1>
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The invention relates to a carburettor with an interspersed by an air flow housing and with a feed line for the liquid fuel.
For the combustion of a liquid fuel in an internal combustion engine or in a burner, a fuel-air mixture is sought, which ensures a favorable for the subsequent combustion, in particular with regard to the pollutant content of the exhaust gases mixture ratio of fuel and air. For this purpose, it is known to inject the fuel in fine droplets in the air stream to be able to provide a fuel-air mixture with a substantially uniform fuel distribution over the volume of air available due to a turbulence occurring thereby.
However, in spite of the expense associated with fuel atomization, no combustion conditions can be provided, such as those found with a gaseous fuel.
The invention is therefore based on the object to provide a carburetor, with the aid of which a liquid fuel for generating a gaseous fuel-air mixture in an air stream can be gasified by a phase change in an advantageous manner.
Based on a carburetor of the type described above, the invention solves the problem set by the fact that the housing encloses an air flow flowed through, open-pore flow body having a connected to the feed line for the fuel, liquid-permeable jacket as a distributor device for the fuel.
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The invention is based on the consideration that then good conditions for the formation of a gaseous fuel-air mixture can be achieved if for the phase transformation of the liquid fuel, a large surface can be provided which not only uniformly charged with the liquid fuel, but also uniform is subjected to a corresponding air flow, so that the liquid fuel evaporates in the air stream and is absorbed to the degree of saturation in the air stream.
This is achieved with an open-pore flow body, which has a large surface area for the evaporation of the fuel and also due to the capillary action of the pore system for a largely uniform distribution of the liquid fuel over its volume under the condition that the liquid fuel to the flow body over its surface is fed distributed. For this purpose, the flow body has a liquid-permeable jacket as a distributor device for the fuel, which is supplied via the connected delivery line to the jacket and distributed within the shell over the jacket-covered surface of the flow body.
Since the air stream receiving the fuel flows through the open-pored flow body in the direction of the axis of its jacket, particularly good conditions for uniform introduction of the gasified fuel into the air stream can be ensured in a simple manner.
With otherwise constant parameters, the degree of saturation for the absorption of the evaporating fuel by the air flow depends on its temperature, so that the fuel content of the fuel-air mixture can be determined by the temperature of the air flow.
For this reason, a heating device can be assigned to the open-pore flow body, by means of which a corresponding amount of heat can be introduced into the flow body in order to heat the air flowing through the flow body to a respective predeterminable temperature and thus ensure a corresponding fuel content. The registered in the flow body heat but also ensures heating of the fuel, which is not only its phase transformation in the -
Supported gas form, but also has an influence on its viscosity and thus on the capillary action.
The heater can be structurally different, because it depends only on the heat input into the flow body.
However, particularly simple construction conditions arise when a heating foil provided on the outside of the liquid-permeable jacket is used as heating means. In special cases, a microwave heating could also be used for heating the fuel, via which the air is then heated.
For the distribution of the liquid fuel on the liquid-permeable jacket must be taken within this shell for a corresponding liquid distribution precaution. This can be achieved by simple structural means in that a fleece covering the open-pored flow body is used as the liquid-permeable jacket.
But it is also possible to use an outer layer of the flow body itself as a liquid-permeable jacket, which can take over a distribution function for the absorbed fuel over the lateral surface, for example, characterized in that in the region of a cladding layer, the pore size or density correspondingly different from the remaining volume of the Flow body is selected.
For the open-pore flow body is to demand that it has a sufficient flow cross-section for a required air flow and at the same time supports the distribution of the liquid fuel over its volume, in particular by capillary action.
These requirements can be met in a particularly advantageous manner by a foamed ceramic material, which can expect no reactions with the fuel.
In the drawing, the subject invention is shown in an embodiment, namely a carburetor according to the invention is shown in a schematic longitudinal section. -v-
The carburetor according to the illustrated embodiment has a metallic housing 1 with an inlet connection 2 and a discharge connection 3 for an air flow conveyed through the housing 1. For the fuel supply, a port 4 is provided. In the housing 1, an open-pored flow body 5, preferably made of a foamed ceramic material, used, which is coated with a liquid-permeable jacket 6, for example of a non-woven.
This jacket 6, which is connected to the fuel connection 4, forms a distributor device for the fuel to be supplied, with the aid of which the fuel is distributed over the surface of the flow body 5. Due to the open porosity of the flow body 5, the liquid fuel penetrates into the pores and spreads within the pore system largely uniformly over the volume of the flow body 5 due to capillary action.
Since the flow body 5 is also acted upon within its open pore system with the air flowing through the inlet port 2 into the housing 1, the air flowing through the flow body 5 absorbs the fuel evaporating in the air flow until it saturates, without vaporization of the fuel required by an additional heat input.
By means of a heating device 7, in the exemplary embodiment, a heating foil enclosing the liquid-permeable jacket 6, it is possible to influence the air temperature and thus the evaporation of the fuel, so that the mixing ratio of the forming fuel-air mixture can be controlled on the basis of a temperature control.
For this purpose, a sensor 8 is provided downstream of the carburetor, which detects the temperature of the fuel-air mixture or the fuel portion of this mixture and acts on a control device 9 with these parameters, so depending on the temperature or the fuel content of the fuel-air mixture, the heater. 7 on the one hand, and the actuator 10 of a metering device 12 arranged in a feed line 11 for the fuel, usually a metering valve, are actuated on the other hand in order to be able to ensure a required fuel / air mixture. The Heinzeinrichtung 6 is provided for this purpose with an acted upon by the control device 9 controller 13.
To different - /
To achieve fuel proportions in the fuel-air mixture, the control unit 9 can be given corresponding setpoint values, as indicated by the input stage 14.
<EMI ID = 5.1>