CH314752A - Verfahren zur Erhöhung des Druckes bei der Verbrennung von in einem einerseits offenen Brennraum absatzweise eingeführtem und mittels Stosswellenzündung entzündetem Gemisch - Google Patents

Description

  Verfahren zur Erhöhung des Druckes bei der Verbrennung von in einem einerseits offenen  Brennraum absatzweise eingeführtem und mittels     Stosswellenzündung    entzündetem Gemisch    Die Erfindung bezieht sieh auf ein Ver  fahren zur Erhöhung des Druckes bei der  Verbrennung von in einerseits offenen Brenn  räumen     absatzweise    eingeführten und mittels       Stosswellenzündung    entzündeten Gemischen  aus Brennstoff und     sauerstoffhaltigem    Gas.  Der Betrieb einerseits offener Brennräume  vollzieht sich im allgemeinen in der Weise,  dass nach einer Verbrennung von z. B.

   Brenn  stoff und Luft die Gassäule, die infolge des  bei der Verbrennung entstehenden Druckes       zuiii    offenen     Auslass    des     BrennraiLmes    hin       besehleunigt    wird, eine frische     Ladung-    von  Brennstoff und Luft in den Brennraum hin  einsangt. Diese Ladung kann auch unter       Überdruck    eingeführt werden..

   Wenn der       Bren.nra.uni    mit einer frischen Gemischladung       versehen    ist,     erfolgt.    die Zündung des Gemi  sches durch eine vom     Auslass    des     Brennrau-          ines    her kommende, das Gemisch durchlau  fende Stosswelle. Durch die sodann eintre  tende angenäherte     Gleiehraum-Verbrennung     wird der Inhalt des Brennraumes erneut zum       :luslass    hin     beschleunigt    und daraufhin wie  der eine frische Ladung eingesaugt.  



       1a    hat sieh gezeigt,     da.ss    der     Druekanstieg     bei einer derartig     periodisch.    wiederholten       Verbrennung    nicht     so,günstig    ist, wie es nach  den     theoretiseh    gegebenen Bedingungen und  nach den praktischen Erfahrungen mit  andern     Verbrennungsanordnungen,    die mit       Stosszündung    arbeiten,     erwartet    werden kann.    Zündet man z.

   B. ein am Ende mit, einer  dünnen Papiermembran abgeschlossenes     und     mit Gemisch gefülltes Rohr vom Rohranfang       aus    mittels einer Stosswelle, dann sind bis       zu        vierfach    günstigere     Wirkungsgrade    der       Verbrennung    festzustellen,     als    beim periodi  schen Betrieb eines Brennraumes.

   Dies zeigt  sich auch. bei identisch gleichen Abmessungen  der     Brennräume.    Es bestehen somit bei peri  odisch     betriebenen    Brennräumen     ungünstige     Wirkungsgrade der     Verbrennung,    welche die  technische Ausnutzung derartiger     Brenn-          räume    wesentlich     beeinträelitigen.     



  Die Erfindung     bezweckt    eine Erhöhung  des Druckanstieges bei der     Verbrenn        img    in  absatzweise und mittels     Stosswellenzündung     betriebenen     Brennräumen,    und sie erreicht  dies dadurch, dass jeweils eine gegenüber der       Gemischmenge    kleinere Menge Gases von  unter der Zündtemperatur des     Gemisches    lie  gender Temperatur     zwischen    die heissen Gase  und die     Gemisehmenge    gelagert wird, damit  sich zwischen den Restgasen der vorhergegan  genen Verbrennung und dem frisch einge  führten Gemisch eine nicht.

   zur Verbrennung       kommende,    kältere Gasmenge befindet. Da  durch wird erreicht, dass bei der Einführung  des frischen Gemisches keine     wesentliche    Vor  verbrennung     von.    Teilen dieses Gemisches ein  tritt. Eine derartige     Vorverbrennung        findet     dagegen statt,     wenn    das frische     Gemisch        mit     unmittelbarem     Ansc.hluss    an die Brenngase      der vorhergegangenen     Verbrennung    einge  führt wird.  



  Durch Versuche wurde festgestellt, dass  der     Wirkungsgrad    der Brennstoffausnutzung  in periodisch arbeitenden     Brennräumen    mit  einer Gemischeinführung, bei der das Ge  misch an die Brenngase der vorhergegangenen  Verbrennung unmittelbar anschliesst, etwas  grösser wird bei Vergrösserung der Gemisch  menge. Aus den     entsprechenden        Versuchen     mit einem     Brennraum    ergibt sieh, dass bei  einem Betrieb rund dreiviertel der eingesaug  ten     Gem.isehmenge    durch     Vorverbrennung     wirkungslos gemacht wird.

   Nur der Rest der       Gemischmenge,    also rund ein Viertel, ver  brennt mit dem hohen     Wirkungsgrad,    der bei       Stosswellenzündungen    praktisch erreicht. wird.  Erhöht man die Menge des Gemisches wäh  rend des laufenden Betriebes, z. B. durch eine  Druckerhöhung der Luft vor dem Einlass  der     Brennkammer,    dann erhöht- sich der Wir  kungsgrad. Die theoretisch bedingte, erheb  liche     Minderang    des Gesamtwirkungsgrades       dureb    den Teil der Gemischmenge, der bei  der     Einströmung    v     orverbrennt,    bleibt dabei  jedoch bestehen.  



  Die baulichen Mittel für die     Durchfüh-          iaing    des Verfahrens können aus bekannten  Bauelementen bestehen, mittels welcher die  Zuführung des Brennstoffes unter der Wir  kung der wechselnden Drücke     find    Geschwin  digkeiten gesteuert wird.  



  Es hat sieh als zweckmässig erwiesen, die  Gemischbildung durch Einführung des  Brennstoffe- in sauerstoffhaltiges Gas, im Zu  sammenhang mit der gesamten     Gaseinführang     absatzweise und derart zu steuern, dass die       Brennstoffeinführung    am Einlass des     Brenn-          raumes    und nach der gesteuerten Einströ  mung     nielit    an der Verbrennung teilnehmen  der Gase vorgenommen wird.  



  In den     Pig.    1 und 2 ist ein     Ausführungs-          beispiel    für die Steuerung der Lufteinfüh  rung in den Brennraum dargestellt, und     zwar     in     Fig.    1 während der Phase der Einströ  mung der an der Verbrennung, nicht. teilneh  menden Luft, in     Fig.    2 während der Brenn  stoffeinspritzung.    An dem die     Brennkammer    begrenzenden  Rohrende 1 sind an den Seitenwänden Luft  schlitze     \?        angebraelit,    die durch federnde  Klappen 3     verschliessbar    sind.

   Die     RohrrVick-          wand    ist in der     Mitte    durch eine Membran     .1     abgeschlossen, mit der die Kolbenstange 5 fest  verbunden ist, diese trägt den durchbroche  nen Steuerkolben 6, der in dem Zylinder 7  gleitet und dabei die     Einführungsöffnungen     der Brennstoffdüsen 9     weeliselweise    ver  schliesst und freigibt. Durch die Brennstoff  zufuhrleitung     ä    wird der Zylinder 7 mit.       Brennstoff    gefüllt.  



  Die Einrichtung wird durch die wechseln  den Drücke im Innern des Rohres 1 wie folgt  gesteuert  Bei Unterdruck öffnen sich sogleich die  Klappenventile 3 und lassen Luft aus der Um  gebung einströmen. Gleichzeitig wölbt, sieh  wie aus     Fig.    2 ersichtlich, die Membran     .I     nach     innen,    die Kolbenstange 5 wird nach  links verschoben und der steuernde Rand des  Kolbens 6 gibt nach einem gewissen, durch  seine Stellung konstruktiv vorgegebenen, zeit  lichen Abstand die     Einlassöffnungen    der  Brennstoffdüsen 9 frei,

   so dass     erst    dann  Brennstoff in die     Brennkammer        einströmen          kann.    Bei dem nun     folgenden    Druckausgleich       zwischen        Rohrinnerem\        -Lind    Umgebung sind  die Klappen 3     geschlossen,    die Membran kehrt  in ihre     Nulla-e    zurück, die Gas- und Brenn  stoffeinströmung in die Brennkammer ist.  unterbrochen.

   Die in Richtung zum offenen  Rohrende ausströmenden     Verbrennungsgase     erzeugen in der     Brennkammer    einen -Unter  druck, worauf sich das Spiel der Ventile wie  .     derholt.     



  Die Isolierung des frischen Gemisches ge  gen die Gase der vorhergegangenen Verbren  nung wird in der     Regel    in genügendem Masse  erreicht, wenn die Menge des an .der Verbren  nung nicht teilnehmenden Gases kleiner ist  als die eingeführte     Gemischmenge.    Die Menge  des an der     Verbrennung    nicht teilnehmenden  Gases in der     Brennkammer    darf nicht zu gross  gewählt     werden,    weil sonst die Ausnutzung  des Volumens der     Brennkammer    durch die  Energieträger unwirtschaftlich     verringert         wird, so dass vorteilhaft eine verhältnismässig  sehr kleine Menge solchen Gases anzustreben  ist.  



  Der Mischvorgang, der sich aus Versuchen  mit periodisch arbeitenden     Brennräumen    der       gekennzeichneten    Art schliessen lässt, erweist,       dal@    im allgemeinen ein günstiges Verhältnis  der Mengen von an der Verbrennung nicht  teilnehmendem Gas zu Gemisch dann erreicht  wird, wenn- das vor jeder     Gemischeinführung     eingeführte Volumen von Gas weniger als ein       Viertel,    des Inhaltes des Brennraumes beträgt.  



  Anstatt     dass    an der Verbrennung nicht teil  nehmende Gas vor der     Gemischeinströmung    in  den     Brennraum    eintreten zu lassen, kann das  Gas auch jeweils im     Anschluss    an die Gemisch  einführung in den Brennraum geleitet wer  den. Dabei     tritt    aber in der Regel eine uner  wünschte     Schwä,chimg    der Druckausbildung  bei der Verbrennung ein, und ausserdem eine       ,tuv        orteilhafte    Vermischung und     Ei-värmung     dieses Gases.

   Es ist deshalb im allgemeinen       günsti;er,    das an der Verbrennung nicht teil  nehmende Gas     ummittelbar    vor der     Gemisch-          einströmun.g    in den Brennraum einzuführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Erhöhung des Druckes bei der Verbrennung von in einen einerseits offe nen Brennraum absatzweise eingeführtem und mittels Stosswellenzündung entzündetem Ge- misch, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine gegenüber der Gemischmenge kleinere Menge Gases von unter der Zündtemperatur. des Gemisches liegender Temperatur zwischen die heissen Gase und die Gemischmenge ge lagert wird, damit sich zwischen .den Rest gasen der vorhergehenden Verbrennung und dem frisch eingeführten Gemisch eine nicht zur Verbrennung kommende, kältere Gas menge befindet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Gemisehbil- dung .durch Einführung des Brennstoffes in sauerstoffhaltiges Gas im Zusammenhang mit der gesamten Gaseinführung absatzweise und derart gesteuert wird, dass die Brenn- stoffeinführung am Einlass des Brennraumes und nach der gesteuerten Einströmung einer nicht an der Verbrennung teilnehmenden CTasmenge vorgenommen wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der nicht an der Verbren nung teilnehmenden Gasmenge bei jeder Ver brennungsperiode weniger als ein Viertel des Inhaltes des Brennraumes, beträgt.