DE1014789B

DE1014789B - Device for conveying and atomizing liquids, in particular liquid fuels

Info

Publication number: DE1014789B
Application number: DEM27047A
Authority: DE
Original assignee: FRANZ MAGYAR DR; KARL PETER DR
Current assignee: FRANZ MAGYAR DR; KARL PETER DR
Priority date: 1954-05-11
Filing date: 1955-05-10
Publication date: 1957-08-29

Description

Vorrichtung zur Förderung und Zerstäubung von Flüssigkeiten, insbesondere von flüssigen Brennstoffen Alle heute gebräuchlichen Vergasertypen für Verbrenrnungskraftmaschinen fördern und zerstäuben den Brennstoff in einer düsenartigen Einschnürung des Ansaugstutzens des Vergasers. Die angesaugte Verbrennungsfuft tritt bei diesen bekannten Vergasern axial in die Düse ein. Zwangläufig ergibt sich aus dieser Wirkungsweise eine Abhängigkeit der geförderten Brennstoffmenge von der Durchströmgeschwindigkeit der angesaugten Luft. Da aber die Durchströmgeschwindigkeit wieder von der Motordrehzahl bestimmt ist, ergibt sich somit eine Abhängigkeit der geförderten Brennstoffmenge von der Motordrehzahl, nicht aber vom Leistungsbedarf des Motors.Device for conveying and atomizing liquids, in particular of liquid fuels All types of carburettors commonly used today for internal combustion engines convey and atomize the fuel in a nozzle-like constriction of the intake port of the carburetor. The sucked in combustion air occurs in these known carburetors axially into the nozzle. This mode of action inevitably results in a dependency the amount of fuel delivered on the flow rate of the sucked in Air. But since the flow rate is again determined by the engine speed is, there is thus a dependency of the amount of fuel delivered on the Engine speed, but not the power requirement of the engine.

Dieser Mangel wird bei den bekannten Vergasern durch Zusatzeinrichtungen, wie Kompensatordüsen, Klappen u. dgl., nur teilweise behoben, so daß nur innerhalb eines .gewissen Drehzahlbereiches die geförderte Brennstoffmenge. dein tatsächlichen Bedarf des Motors ungefähr entspricht. Es ist einleuchtend, daß die Korrekturen durch die Zusatzeinrichtungen nur innerhalb eines verhältnismäßig engen Drehzahlbereiches ihre Aufgabe richtig erfüllen. Außerhalb dieses Bereiches sind die geförderten Brennstoffmengen nicht dem Leistungsbedarf entsprechend.In the known carburetors, this deficiency is alleviated by additional devices, such as compensator nozzles, flaps and the like, only partially remedied, so that only within a certain speed range, the amount of fuel delivered. your actual Corresponds approximately to the requirements of the engine. It is evident that the corrections due to the additional equipment only within a relatively narrow speed range do their job properly. The amounts of fuel supplied are outside this range not according to the power requirement.

Man hat andererseits versucht, die Förderwirkung des Vergasers und die Verteilung des Brennstoffnebels im Ansaugluftstrom dadurch zu verstärken, daß man den Luftstrom durch schraubenförmig gewundene Leitrillen oder Leitschaufeln in eine Drallbewegung versetzt. Die Eintrittsöffnung erstreckt sich dabei über die ganze Stirnfläche des Vergaserrohres bzw. ist in mehrere tangential am Umfang des Rohres angesetzte Eintrittsschächte unterteilt. Die hierdurch verursachte, die Strömungsenergie der Luft vermindernde große Reibung kann zwar bei bekannten Zerstäubern vermieden werden, bei welchen die Luft in einem einzigen zusammengefaßten Strahl tangential in Birne zylindrische oder kegelförmig verjüngte Kammer eingeleitet und in dieser zur Ausführung einer Drallbewegung veranlaßt wird. Die Gemischbildung erfolgt bei diesen Geräten außerhalb der Kammer, wobei der axial austretende Brennstoff von .der schraiil>en.linienförmig aus der Kammer austretenden Luft umhüllt wird. Der Austritt der Luft durch einen schmalen Ringspalt unter großer Axialbes.chleunigung verleiht diesen Geräten die charakteristische Eigenschaft einer Zerstäuberdüse. Mit solchen Geräten läßt sich -zwar eine :gute Durchmischung des Brennstoffnebels mit der Verbrennungsluft erzielen, keineswegs aber eine befriedigende Förderung des Brennstoffes bei niedrigen Motordrehzahlen erreichen.On the other hand, attempts have been made to increase the carburetor and to increase the distribution of the fuel mist in the intake air flow in that the air flow through helically wound guide grooves or guide vanes set in a twisting motion. The inlet opening extends over the entire face of the carburetor tube or is in several tangential to the circumference of the Pipe attached entry shafts divided. The flow energy caused by this The large amount of air-reducing friction can indeed be avoided in known atomizers in which the air is tangential in a single combined jet Cylindrical or conically tapered chamber introduced into pear and in this is caused to execute a twisting movement. The mixture formation takes place at these devices outside the chamber, with the axially exiting fuel from .the sloping, line-shaped air emerging from the chamber is enveloped. Of the The air exits through a narrow annular gap under high axial acceleration gives these devices the characteristic property of an atomizer nozzle. Such devices can be used to ensure that the fuel mist is thoroughly mixed Achieve with the combustion air, but by no means a satisfactory promotion of fuel at low engine speeds.

Durch die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung zur Förderung und Zerstä@ubung von Flüssigkeiten, insbesondere von flüssigen Brennstoffen, die anknüpft an eine Vorrichtung mit einer Mischkammer mit in ihr axial angeordnetem Einführungsrohr für die Flüssigkeit, einem an den Mischkammermantel angesetzten Einlaufstutzen für die Luft und einer Austrittsöffnung für das Gemisch von Luft und Flüssigkeit, wird auch schon bei kleinen Motordrehzahlen eine hinreichende Förderleistung und' damit ein größeres Motordrehmoment erzielt.By the device forming the subject of the invention for conveying and atomization of liquids, in particular of liquid fuels, the linked to a device with a mixing chamber with axially arranged in it Inlet tube for the liquid, one attached to the mixing chamber jacket Inlet nozzle for the air and an outlet opening for the mixture of air and liquid, is a sufficient delivery rate even at low engine speeds and 'thus achieved a greater engine torque.

Die wesentlichen Erfindungsmerkmale dieser Vorrichtung bestehen nun darin, daß das in eine zylindrische Mischkammer ragende Einführungsrohr für die Flüssigkeit von einem am inneren Ende offenen bohr umgeben ist, welches sich nur über einen Teil der Länge der Mischkammer erstreckt, die Mündung des Einführungsrohres überragt und in dem Bereich, in welchem es in die Mischkammer ragt, den Inneninantel eines ringförmigen Drallraumes bildet, in welchen der tarngential an den Außenmantel angesetzte Einlaufstutzeri mündet.The main inventive features of this device now exist in that the protruding into a cylindrical mixing chamber for the introduction tube Liquid is surrounded by an open bore at the inner end, which is only extends over part of the length of the mixing chamber, the mouth of the inlet tube and in the area in which it protrudes into the mixing chamber, the inner jacket an annular swirl space, in which the tarngential to the outer jacket attached Einlaufstutzeri opens.

Durch die tangentiale Einführung eines einzigen schmalen Luftstrahles .gelangt die angesaugte Luft ohne zusätzlichen Reibungswiderstand mit größerer Eintrittsgeschwindigkeit ungestört in den Drallraum, wo sich eine sehr ausgeprägte Drallströmung mit hoher Umfangsgeschwindigkeit in .der Kernzone ausbildet. Die im Bereich der Eintrittsstelle der Flüssigkeit mit hoher Umfangsgeschwindigkeit strömende Luft erzeugt im Kern eine Unterdruckzone, die durch den Mündungsrand. des das Einführungsrohr umschließenden Rohres noch unterstützt wird und ein verstärktes Ansaugen der Flüssigkeit zur Folge hat, wodurch auch bei kleinen Motordrehzahlen dem Motor so viel Brennstoff-Luft-Gemisch geliefert wird, daß auch in diesem Bereich bereits ein höheres Motordrehmoment erzeugt werden kann, als dies bisher möglich war. An dem erwähnten Rohr werden außerdem noch die von der Mündung des Einführungsrohres radial abgeschleuderten Brennstofftröpfchen aufgefangen -und vom Rohrrand in die Drallströmung der Luft gebracht, bevor sie sich am Kammermantel absetzen können.Through the tangential introduction of a single narrow air jet .The sucked in air arrives at a higher entry speed without additional frictional resistance undisturbed in the swirl space, where there is a very pronounced swirl flow with a high Circumferential speed in the core zone. The one in the area of the entry point the liquid flowing at high peripheral speed air creates an underpressure zone in the core through the mouth edge. of the insertion tube surrounding pipe is still supported and an increased suction of the liquid As a result, the engine has so much fuel-air mixture even at low engine speeds it is delivered that a higher engine torque is already generated in this area than was previously possible. Also on the mentioned pipe nor the droplets of fuel thrown off radially from the mouth of the inlet tube caught -and brought from the pipe edge into the swirl flow of the air before it can settle on the chamber jacket.

Auf diese Weise wird am Motor ein praktisch konstantes Drehungsmoment erhalten, wodurch die Lösung der in der Erfindung gestellten Aufgabe erreicht ist.In this way there is a practically constant torque on the motor obtained, whereby the solution of the object set in the invention is achieved.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erste Ausführungsform der Vorrichtung, Fig.2 einen zugehörigen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die zweite und Fig. 4 einen Längsschnitt durch die dritte Ausführungsform der Vorrichtung.In the drawing are three embodiments of the invention Device shown, namely Fig. 1 shows a longitudinal section through the first Embodiment of the device, FIG. 2 shows an associated cross section along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a longitudinal section through the second and FIG. 4 shows a longitudinal section by the third embodiment of the device.

Das Einführungsrohr 1 für die Flüssigkeit, vorzugsweise einen flüssigen Brennstoff, ragt axial in die Drallkammer 2, die einen spiralförmigen bzw. kreisförmigen Querschnitt aufweist, an einem Ende durch eine Stirnwand 4 abgeschlossen ist und einen tangential angesetzten Einlaufstutzen 3 für den Eintritt der Verbrennungsluft besitzt. In der ersten, in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der als Vergaser wirkenden Vorrichtung ist das Einführungsrohr 1 von einem Rohr 5 umgeben, welches gleichfalls an einem Ende durch eine Stirnwand 8 abgeschlossen ist und mit seinem offenen Teil in die Drallkammer 2 reicht.The introduction tube 1 for the liquid, preferably a liquid one Fuel protrudes axially into the swirl chamber 2, which has a spiral or circular shape Has cross section, is closed at one end by an end wall 4 and a tangentially attached inlet connection 3 for the entry of the combustion air owns. In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 as Carburetor-acting device, the inlet tube 1 is surrounded by a tube 5, which is also closed at one end by an end wall 8 and with its open part in the swirl chamber 2 extends.

Als zweite Ausführungsform zeigt Fig. 3 einen Vergaser, bei welchem das das Einführungsrohr 1 :umgebende, in die Drallkammer 2 ragende Rohr 6 selbst als Drallkarnmer ausgebildet ist. Es besitzt eine vom Rohr 1 durchsetzte stirnseitige Abschl.ußwand 8 und trägt einen gesonderten, tangential angesetzten Einlaufstutzen 7.As a second embodiment, Fig. 3 shows a carburetor in which the pipe 6 surrounding the inlet pipe 1 and protruding into the swirl chamber 2 itself is designed as a swirl chamber. It has an end face penetrated by the tube 1 End wall 8 and carries a separate, tangentially attached inlet nozzle 7th

Schließlich ist aus Fig. 4 eine dritte Ausführungsform des Vergasers ersichtlich, bei welcher die Drallkammer an beiden Stirnseiten durch die Wände 4 bzw. 10 abgeschlossen ist und einen tangential angesetzten Austrittsstutzen 9 trägt, Zwecks Einstellung der günstigsten Wirkungsweise der Vorrichtung kann der Durchgangsquerschnitt für das strömende Medium, im gegebenen Falle für die Verbrennungsluft, an der Eintritts- oder Austrittsstelle der Drallkammer durch an sich bekannte Regelorgane, wie Klappen, Schieber, Kolben od. dgl., verstellbar gemacht werden.Finally, FIG. 4 shows a third embodiment of the carburetor can be seen in which the swirl chamber on both end faces through the walls 4 or 10 is completed and carries a tangentially attached outlet nozzle 9, For the purpose of setting the most favorable mode of operation of the device, the passage cross-section for the flowing medium, in the given case for the combustion air, at the inlet or exit point of the swirl chamber through known control elements, such as flaps, Slide, piston or the like. Can be made adjustable.

Durch den tangentialen Eintritt der angesaugten oder eingepreßten Luft in die Drallkam.mer 2 bzw. 6 bildet sich in dieser eine Drallströmung mit ansteigender Umfangsgeschwindigkeit aus, wobei im Kern eine Druckdifferenz entsteht. Da nun das Einführungsrohr 1 in diese Kernzone mündet, wird der in dieser bestehende Unterdruck zur Förderung des flüssigen Brennstoffes ausgenutzt, wobei an der Mündung der Drallkammer ein Versprühen der Flüssigkeit im Luftstrom erfolgt. Solange nun die Brennstoffzufuhr nicht durch besondere Einrichtungen künstlich beeinträchtigt wird, bleibt das Drehmoment des Motors durch das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Drehzahl über einen wesentlich größeren Drehzahlbereich als bisher konstant. Dadurch wird es möglich, bei jedem Kolbenhub unabhängig von der Drehzahl des Motors die maximale Leistung zu erzielen.Due to the tangential entry of the sucked in or pressed in Air in the swirl chamber 2 or 6 forms in this a swirl flow with increasing Peripheral speed, whereby a pressure difference arises in the core. Since now that Introductory tube 1 opens into this core zone, the negative pressure existing in this becomes used to promote the liquid fuel, with the swirl chamber at the mouth the liquid is sprayed in a stream of air. As long as the fuel supply is not artificially impaired by special equipment, the torque remains of the engine by the method according to the invention regardless of the speed a much larger speed range than before constant. This makes it possible the maximum power for each piston stroke regardless of the engine speed to achieve.

Bei tangentialem Austritt des Gemisches aus der Drallkammer, wie dies Fig.4 zeigt, wird die Strömung in der Drallkammer stabilisiert und der Kern der Strömung abgestützt. Es ist dadurch ermöglicht, auch hinter dem tangentialen Austritt eine der üblichen Regelvorrichtungen, wie Klappen, Schieber od. dgl., anzuordnen, ohne hierdurch die Strömung in der Drallkammer zu stören. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner auch erreicht, daß die sich in den wandnahen Schichten einstellende Erwärmung weitgehend für die Vergasung nutzbar gemacht wird.With tangential exit of the mixture from the swirl chamber, like this Fig.4 shows, the flow in the swirl chamber is stabilized and the core of the Flow supported. This makes it possible, even behind the tangential exit to arrange one of the usual control devices, such as flaps, slides or the like, without disturbing the flow in the swirl chamber. By the invention Process is also achieved that the setting in the layers close to the wall Warming is made largely usable for gasification.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Vergaser für Kraftfahrzeuge, doch kann das in der Erfindung gekennzeichnete Verfahren auch zur Förderung und Zerstäubung anderer Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, angewandt werden. Die zu diesem Zwecke entsprechend eingerichtete Vorrichtung eignet sich dann zur Verwendung bei Beregnungsanlagen.The illustrated and described embodiments relate refers to a carburetor for motor vehicles, but can be that characterized in the invention Method also for conveying and atomizing other liquids, in particular of water. The device set up accordingly for this purpose is then suitable for use in irrigation systems.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for conveying and atomizing Liquids, in particular consisting of liquid fuels. from a mixing chamber with in her axially arranged introduction tube for the liquid, one to the Mixing chamber jacket attached inlet nozzle for the air and an outlet opening for the mixture of air and liquid mist, characterized in that the introduction tube (1) for the liquid protruding into a cylindrical mixing chamber (2) is surrounded by a tube (5) which is open at the inner end and which extends over only one Part of the length of the mixing chamber extends, the mouth of the inlet tube (1) and in the area in which it protrudes into the mixing chamber, the inner jacket an annular swirl space in which the tangential to the outer shell attached inlet nozzle (3) opens.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the adjoining the annular swirl chamber, the outlet opening for the Mixture having part of the mixing chamber in the axial direction through an end wall (10) completed and with an outlet connection tangentially attached to the outer jacket (9) is provided.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the tube (6) which forms the inner jacket of the swirl space and which surrounds the inlet tube (1 @) has a tangentially attached inlet nozzle (7) for the introduction of an additional amount of air. German Patent Nos. 233 228, 354 487, 441948, 651635, 657 948, 867 230, 908 600; French Patent Nos. 576 376, 724 698, 800 996, 1081 199; British Patent No. 391535.