DE1031579B

DE1031579B - Mixer for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1031579B
Application number: DEP12906A
Authority: DE
Inventors: William Pickles
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-10-21
Filing date: 1954-10-21
Publication date: 1958-06-04

Description

Mischgerät für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein in die Ansaugleitung von Brennkraftmaschinen hinter den Vergaser einzuschaltendes Mischgerät, mit dem ohne Beeinträchtigung der Saugleistung der Brennkraftmaschine eine besonders innige Durchmischung der angesaugten Luft mit dem Brennstoff erzielt werden soll.Mixing device for internal combustion engines The invention relates to one to be switched on in the intake line of internal combustion engines behind the carburetor Mixing device with which the suction power of the internal combustion engine is not impaired a particularly intimate mixing of the sucked air with the fuel is achieved shall be.

Für diesen Zweck sind bereits unterschiedliche Vorrichtungen, z. B. in die Ansaugleitung eingeschaltete, frei drehbar gelagerte Flügelräder bekannt, die von der angesaugten Luft in Umlauf versetzt werden. Hierdurch wird die Saugleistung der Maschine aber vermindert, weil ein Teil der Saugleistung für den Antrieb der Flügelräder verbraucht wird. Arbeitet die Maschine bei niedriger Belastung mit verminderter Saugleistung, so ist der Antrieb der Flügelräder und damit auch ihre Leistung hinsichtlich einer verbesserten Gemischbildung fragwürdig. Man hat daher auch schon Flügelräder oder sonstige in die Ansaugleitung von Brennkraftmaschinen eingeschaltete Förder- und Mischvorrichtungen vorgesehen, die durch einen Elektromotor angetrieben werden. Bei einem bekannten Mischgerät dieser Art besteht das umlaufende Mischorgan aus einer mit konzentrischen Siebwänden versehenen Trommel, die von unten her axial gespeist, demgemäß in einem zum Anschluß des Zuführungsteils der Saugleitung nach unten offenen Gehäuse angeordnet, nach oben geschlossen und von einem an dem Gehäuse befestigten Elektromotor angetrieben ist. Die Luft muß hierbei die als Prallflächen für den Brennstoff dienenden, konzentrischen Siebwände der umlaufenden Trommel durchströmen. Diese stellen einen Widerstand in der Saugleitung dar, der um so größer ist, je schneller die Siebtrommel umläuft und je mehr sich die Siebwände durch Staubablagerungen aus der angesaugten Luft zusetzen. Um einer Verminderung der Ansaugleistung der Brennkraftmaschine durch eine derartige Siebtrommel entgegenzuwirken, hat man die Siebtrommel an ihrem unteren Einlaß mit schaufelartigen Radialstegen und außerdem an ihrer Innenfläche mit axialen Schaufelleisten versehen, die eine zusätzliche Förderwirkung auf die angesaugte Luft ausüben. Durch diese Förderorgane wird aber der Antriebsbedarf für die Siebtrommel erhöht, und überdies wirken sie sich als Prallflächen für den von der Luft mitgeführten Brennstoff aus, so, daß sich der Brennstoff unter Umständen an diesen Prallfläehen ansammelt, nach unten in den Zuführungsteil der Ansaugleitung tropft und für den Betrieb der Maschine verlorengeht.For this purpose, different devices such. B. Known freely rotatable impellers switched into the suction line, which are put into circulation by the sucked in air. This increases the suction power of the machine, however, is reduced because part of the suction power is used to drive the Impellers is consumed. Does the machine work with a reduced load when the load is low Suction power, so is the drive of the impellers and thus also their performance in terms of an improved mixture formation questionable. So you already have impellers or other conveying systems connected to the intake line of internal combustion engines and mixing devices are provided which are driven by an electric motor. In a known mixing device of this type, the rotating mixing element consists of a drum provided with concentric sieve walls, which axially from below fed, accordingly in one for connecting the feed part of the suction line arranged at the bottom open housing, closed at the top and by one on the housing attached electric motor is driven. The air must act as baffles for the fuel, the concentric sieve walls of the rotating drum flow through. These represent a resistance in the suction line, which is greater, the more The faster the sieve drum rotates and the more the sieve walls become through dust deposits clog from the sucked in air. In order to reduce the suction capacity of the To counteract internal combustion engine by such a sieve drum, one has the Sieve drum at its lower inlet with shovel-like radial webs and also provided on their inner surface with axial vane strips, which are an additional Have a conveying effect on the sucked in air. But through these funding bodies the drive requirement for the screening drum increases, and moreover they act as Impact surfaces for the fuel carried along by the air, so that the Fuel may collect on these baffles, down into the feed part the suction line drips and is lost for the operation of the machine.

Bei dem Mischgerät nach der Erfindung sind diese Nachteile vermieden. Das Gerät besteht ebenfalls aus einem in die Ansaugleitung hinter den Vergaser einzuschaltenden Gehäuse, das ein axial gespeistes Kreiselrad enthält und mit einem Elektromotor für den Antrieb des Kreiselrades versehen ist. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Gehäuse der Mischvorrichtung aus einem liegend angeordneten Flachgehäuse mit oberem Brenngemischeinlaß und tangentialem Auslaßstutzen besteht, und daß das darin umlaufende Krcis,elrad durch einen Hohlkörper gebildet ist, der, bis auf den oberen axialen Gemischeinlaß, geschlossene, scheibenartige Stirnwände aufweist, vom axialen Gemischeinlaß zum Umfang hin an Höhe abnimmt, am Umfang offen und zwischen den geschlossenen Stirnwänden mit als Loch- oder Siebwänden ausgebildeten Radialwänden versehen ist, die sich vom axialen Gemischeinlaß bis zum Umfang des Hohlkörpers erstrecken. Das Kreiselrad soll keine wesentliche Förderwirkung auf die von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft ausüben, also keine Druckerhöhung im Auslaßstutzen des Gehäuses erzeugen. Das dem Gehäuse der Mischvorrichtung von oben her zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch wird von dem Kreiselrad nur in eine radiale Richtung umgelenkt und an die das Kreiselrad umschließende Wand des. Mischgehäuses geschleudert, wobei der durch Prallwirkung an der Gehäusewand etwa abgeschiedene Brennstoff an dieser hochgetrieben und durch die vom Kreiselrad erzeugte, kräftige Gemischwirbelung verdunstet wird. Da die Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches in das Mischgehäuse von oben her erfolgt, kann der im Gerät etwa ausgeschiedene Brennstoff am Boden des Mischgehäuses gesammelt und einer weiteren Verdunstung zugeführt werden, so daß er für den Betrieb der Brennkraftmaschine nicht verlorengeht.In the mixing device according to the invention, these disadvantages are avoided. The device also consists of one to be switched on in the suction line behind the carburetor Housing containing an axially fed impeller and an electric motor is provided for driving the impeller. The invention is characterized in that that the housing of the mixing device consists of a flat housing arranged horizontally with an upper combustion mixture inlet and a tangential outlet connection, and that the circulating therein Krcis, elrad is formed by a hollow body, which, except for the has upper axial mixture inlet, closed, disk-like end walls, decreases in height from the axial mixture inlet to the circumference, open at the circumference and between the closed end walls with radial walls designed as perforated or sieve walls is provided, extending from the axial mixture inlet to the circumference of the hollow body extend. The impeller should not have any significant conveying effect on the Internal combustion engine exert sucked air, so no pressure increase in the outlet of the housing. That fed to the housing of the mixing device from above The fuel-air mixture is only deflected in one radial direction by the impeller and thrown against the wall of the mixer housing surrounding the impeller, wherein the fuel deposited on the housing wall due to the impact effect on it driven up and evaporated by the powerful turbulence generated by the impeller will. Because the fuel-air mixture is fed into the mixer housing from above occurs, the fuel that has separated out in the device can be at the bottom of the mixer housing collected and fed to further evaporation be so that it is not lost for the operation of the internal combustion engine.

Die Durchmischung der Luft mit dem Brennstoff wird dadurch, daß die Radialwände des Kreiselrades als Sieb- oder Lochwände ausgebildet sind, unterstützt. Da das Kreiselrad unten durch eine ebene Bodenfläche und oben durch eine zur Mitte ansteigende, keglige Ringfläche begrenzt ist, weisen die von den Radialwänden des Kreiselrades begrenzten Leitkanäle von ihrem Einlaß bis zu ihrem am offenen Umfang des Kreiselrades befindlichen Auslaß einen im wesentlichen gleichbleibenden Flächenquerschnitt auf. Das aus dem Kreiselrad ausströmende Gemisch wird auch dem unteren Teil der Wand des Mischgehäuses zugeführt, so daß es den dort etwa abgelagerten Brennstoff an der Gehäusewand nach oben treiben kann und eine schnelle Verdunstung in dünner Schicht gesichert ist.The mixing of the air with the fuel is due to the fact that the Radial walls of the impeller are designed as sieve or perforated walls, supported. Since the impeller at the bottom through a flat surface and at the top through a to the middle rising, conical ring surface is limited, have the radial walls of the The impeller limited guide channels from their inlet to their open periphery of the impeller located outlet has a substantially constant surface cross-section on. The mixture flowing out of the impeller is also the lower part of the Wall of the mixer housing supplied so that there is any fuel deposited there can float up on the housing wall and quickly evaporate in thinner Layer is secured.

Diese Wirkung kann erfindungsgemäß dadurch gesteigert werden, daß das Flachgehäuse an seiner das Kreiselrad umschließenden Wand mit einer hohlrund gewölbten Innenfläche versehen ist, die unterhalb der Bodenfläche des Kreiselrades in einen zylindrisch begrenzten Sammelraum für abtropfenden Brennstoff übergeht, der einen in den Auslaßstutzen des Gehäuses ragenden Ringdocht enthält. Der tangentiale Auslaßstutzen des Gehäuses kann in weiterer Ausbildung der Erfindung in bezug auf die Gehäusehöhe zum Gehäusedeckel hin aus der Gehäusemitte versetzt angeordnet sein. Durch diese Anordnung wird eine in der nachfolgenden Beschreibung näher begründete Verbesserung der Mischwirkung erzielt.According to the invention, this effect can be increased in that the flat housing on its wall surrounding the impeller with a hollow curved inner surface is provided, which is below the bottom surface of the impeller merges into a cylindrically delimited collecting space for dripping fuel, which contains a ring wick protruding into the outlet port of the housing. The tangential Outlet port of the housing can in a further embodiment of the invention with respect to the housing height can be offset from the housing center towards the housing cover. This arrangement justifies one in the following description in more detail Improvement of the mixing effect achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Mischgerätes mit den Merkmalen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht der teilweise aufgeschnittenen Vorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht von oben bei abgenommenem Deckel, Fig.3 einen waagerechten Schnitt durch das Gehäuse, Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt durch ein etwas abgeändertes Gehäuse und Fig, 5 einen senkrechten Teilschnitt durch das Gehäuse gemäß Fig. 4.In the drawing, an embodiment of a mixer is with the features according to the invention shown, namely Fig. 1 shows a side view the partially cut-open device, FIG. 2 is a view from above with the device removed Lid, FIG. 3 a horizontal section through the housing, FIG. 4 a corresponding one Section through a somewhat modified housing and FIG. 5 is a vertical partial section through the housing according to FIG. 4.

Das Mischgerät, das zwischen dem Vergaser und dem Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, besteht aus einem Kreiselrad 1, das in einem Flachgehäuse 2 angeordnet ist und von einem Elektromotor 3 angetrieben wird. Der Motor ist in bekannter Weise an die elektrische Anlage der Brennkraftmaschine angeschlossen, und zwar so, daß beim Ein- und Ausschalten der Zündung gleichzeitig der Motor 3 ein- bzw. ausgeschaltet wird. Das Kreiselrad 1 ist als Hohlkörper ausgebildet und besteht aus einer unteren Stirnwand 4 sowie einer oberen Stirnwand 5, die von der Gemischansaugöffnung 6 aus konisch in Richtung auf die untere Stirnwand verläuft. Zwischen den Stirnwänden befinden sich kadialwände 7, die aus durchlochtem Blech oder einem Siebgeflecht bestehen.. Die inneren Kanten der Radi alwände 7 stehen über den inneren Rand der oberen Stirnwand 5 etwas vor. Die untere ebene Stirnwand 4 weist eine geschlitzte Nabe 8 auf, in die die Motorwelle 9 hineingesteckt ist. Durch eine Überwurfmutter 10 werden die beiden Teile miteinander verklemmt. Unterhalb der unteren Stirnwand sitzt auf der Welle 9 eine Filzscheibe 11, die ausgeschiedenen Brennstoff aufnimmt, während ein Paar durch Federkraft auseinandergedrückter Scheiben 12 in einer Ausdrehung 13 des Gehäusebodens angeordnet ist, die durch eine Platte 14 abgedeckt ist, damit ein bemerkliches Eindringen von Luft in das Gehäuse verhindert wird. Durch diese Ausbildung wird auch erreicht, daß Brennstoff nicht in umgekehrter Richtung an der Welle 9 entlang nach unten gelangen kann; doch ist zur weiteren Sicherung des Elektromotors bzw. seiner Lager gegen Eindringen von Brennstoff auf der Welle 9 eine konische Scheibe 15 vorgesehen, von der doch bis zu ihr gelangender Brennstoff abgeschleudert wird. Das Gehäuse weist in seinem unteren Teil eine zylindrische Ausdrehung 16 auf, während es in dein darüberliegenden Hauptteil 17 bauchig ausgedreht ist. In diesem Teil ist eine Öffnung 18 vorgesehen, von der ein tangentialer Austrittsstutzen 19 ausgeht, der mit seinem Flansch 20 an das Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeschlossen wird. Die Mitte des Stutzens 19 ist vorzugsweise etwas höher als die :litte des bauchigen Gehäuseteils 17 vorgesehen. Diese Anordnung des Austrittsstutzens hat die Erzeugung eines Wirbels oder einer stark turbulenten Strömung in dem Stutzen 19 zur Folge, die insbesondere bei stärker geöffneter Drosselstellung wichtig ist, bei der die Brennkraftmaschine normalerweise nicht imstande ist, eine starke Verdampfungswirkung bei dem hierbei erforderlichen reichen Brennstoff-Luft-Gemisch zu erzielen.The mixing device, which is arranged between the carburetor and the intake port of an internal combustion engine, consists of a centrifugal wheel 1, which is arranged in a flat housing 2 and is driven by an electric motor 3. The motor is connected in a known manner to the electrical system of the internal combustion engine in such a way that the motor 3 is switched on and off at the same time when the ignition is switched on and off. The impeller 1 is designed as a hollow body and consists of a lower end wall 4 and an upper end wall 5, which extends from the mixture intake opening 6 conically in the direction of the lower end wall. Between the end walls there are cadial walls 7, which consist of perforated sheet metal or a mesh screen .. The inner edges of the Radi alwalls 7 protrude over the inner edge of the upper end wall 5 slightly. The lower flat end wall 4 has a slotted hub 8 into which the motor shaft 9 is inserted. The two parts are clamped together by a union nut 10. Below the lower end wall sits a felt disk 11 on the shaft 9, which receives the precipitated fuel, while a pair of disks 12 pushed apart by spring force is arranged in a recess 13 in the housing bottom, which is covered by a plate 14, so that a noticeable penetration of air into the housing is prevented. This design also ensures that fuel cannot pass down the shaft 9 in the opposite direction; however, to further secure the electric motor or its bearings against the ingress of fuel on the shaft 9, a conical disk 15 is provided, from which fuel reaching it is thrown off. The housing has a cylindrical recess 16 in its lower part, while it is turned out in a bulbous manner in the main part 17 located above it. In this part, an opening 18 is provided, from which a tangential outlet connection 19 extends, which is connected with its flange 20 to the intake pipe of the internal combustion engine. The center of the connecting piece 19 is preferably somewhat higher than the center of the bulbous housing part 17. This arrangement of the outlet port results in the generation of a vortex or a highly turbulent flow in the port 19, which is particularly important when the throttle position is more open, in which the internal combustion engine is normally unable to produce a strong evaporation effect with the rich fuel-air required here -Mixture to achieve.

Bezüglich der Anordnung des Gebläserandes innerhalb des Gehäuses ist es vorteilhaft, dessen untere Stirnwand 4 knapp oberhalb der Trennebene zwischen der zylindrischen Ausdrehung 16 und dem bauchigen Hauptteil 17 des Flachgehäuses 2 vorzusehen. Auf diese Weise wird Brennstoff, der in noch flüssigem Zustand in das Gebläserad eintritt, auf den unteren Teil der bauchigen Fläche geschleudert und hier durch die an dieser Fläche entlang strömende Luft zu einem Film ausgebreitet und verdampft. Dieser aufwärts gerichtete Luftstrom verhindert, daß Brennstoff an der Wand herunter in den zylindrischen Teil 161äuft. Damit aber j egliche Brennstoffmengen, die gegebenenfalls, besonders wenn das Aggregat abgeschaltet ist, doch in diesen Teil gelangen, wieder aus ihm herausgeführt werden., ist in diesen Teil ein Docht 21 in Form eines flachen Ringes -eingelegt, dessen eines Ende 22 in den tangentialen Auslaßstutzen 18 hineinragt. Der Brennstoff sickert dann durch Kapillarwirkung zu diesem Ende, wo er durch die an diesem Ende entlang streichende Luft verdampft und mitgenommen wird. Das Gehäuse 2 ist durch einen mit einer zentralen Einlaßöffnung 24 versehenen Deckel 23 abgeschlossen. Mittels dieses Deckels wird das Aggregat auch am Vergaser befestigt. Dabei ist es gleichgültig, ob der Vergaser einen nach unten gerichteten Austrittsstutzen oder einen seitlichen waagerechten Stutzen oder einen in irgendeiner anderen Richtung abgehenden Stutzen aufweist. Natürlich kann mit der Platte 23 auch ein Zwischenstück verbunden werden, um bestimmten Anordnungserfordernissen zu entsprechen.Regarding the arrangement of the fan edge within the housing it is advantageous, the lower end wall 4 just above the parting line between the cylindrical recess 16 and the bulbous main part 17 of the flat housing 2 to be provided. In this way, fuel that is still in a liquid state is turned into the fan wheel enters, thrown onto the lower part of the bulbous surface and here spread into a film by the air flowing along this surface and evaporates. This upward flow of air prevents fuel from adhering the wall runs down into the cylindrical part 161. But so that any amount of fuel possibly, especially when the unit is switched off, but in these To reach part, to be led out of it again, is a wick in this part 21 in the form of a flat ring -eined, one end 22 of which in the tangential Outlet port 18 protrudes. The fuel then seeps in by capillary action this end, where it evaporates due to the air passing along this end and is taken. The housing 2 is through one with a central inlet port 24 provided cover 23 completed. By means of this cover the unit becomes also attached to the carburetor. It does not matter whether the carburetor is one after the other outlet nozzle pointing downwards or a lateral horizontal nozzle or has an outgoing nozzle in any other direction. Of course you can with the plate 23 also an intermediate piece can be connected to certain arrangement requirements correspond to.

Im Betrieb ändert sich die Turbulenz, die dem Brennstoff-Luft-Gemisch durch das Gebläserad erteilt wird im Einklang mit den verschiedenen Erfordernissen der Brennkraftmaschine. Sie soll dann am geringsten sein, wenn der von der Brennkraftmaschin.# ausgeübte Sog stark ist und selbst beträchtliche Geschwindigkeit und Turbulenz des Gemisches erzeugt. Sie soll dann größer werden, wenn diese Wirkungen der Brennkraftmaschine auf das Gemisch abnehmen.During operation, the turbulence in the fuel-air mixture changes given by the impeller is in accordance with the various requirements the internal combustion engine. It should be lowest when that of the internal combustion engine. The suction exerted is strong and has considerable speed and turbulence Mixture generated. It should then be greater when these effects of the internal combustion engine to decrease the mixture.

In den Fig. 4 und 5 ist ein festes Leitblech 25 dargestellt, das die bauchige Ausdrehung 17 auf einem Teil des Umfangs abdeckt, um zwei Gemischströme zu erzielen, die beide in den Stutzen 19 münden. Das Leitblech kann verschieden geformt sein und etwa aus gewelltem oder anders geformtem, gelochtem oder ungelochtem Material bestehen. Solche Leitbleche können auch an der Unterseite des Gebläsrades vorgesehen sein, um die Verdampfung von Brennstoff zu begünstigen, der sich durch Kond -ensarion oder auf andere Weise außerhalb der Hauptwirbelzonen gesammelt hat. Zusätzlich oder alternativ kann absorbierendes Material am Kreiselrad oder am Flachgehäuse vorgesehen sein, wie beispielsweise der Docht 21, um den Brennstoff durch Kapillarwirkung oder durch Luftreibung oder Zentrifugalkräfte in das Hauptturbulenzgebiet oder in das Gebiet der stärksten Strömung zu schaffen.4 and 5, a fixed baffle 25 is shown, which the bulbous recess 17 on one Part of the scope covers to two To achieve mixture flows, both of which open into the nozzle 19. The baffle can be shaped differently and for example from corrugated or differently shaped, perforated or unperforated material. Such baffles can also be on the underside the fan wheel must be provided in order to promote the evaporation of fuel, which is located by condensation or in some other way outside the main vertebral zones has collected. Additionally or alternatively, absorbent material can be placed on the impeller or be provided on the flat housing, such as the wick 21, around the fuel by capillary action or by air friction or centrifugal forces in the main turbulence area or to create in the area of the strongest current.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mixing device for internal combustion engines, consisting from a housing to be switched into the intake line behind the carburetor, the contains an axially fed impeller and an electric motor for the drive of the impeller is provided, characterized in that the housing consists of a horizontally arranged flat housing (2) with upper combustion mixture inlet (24) and tangential There is outlet connection (19), and that the rotating impeller in it by a Hollow body is formed, the closed except for the upper axial mixture inlet, has disk-like end walls (4, 5), from the axial mixture inlet (6) to the circumference decreasing in height, open on the circumference and between the closed end walls is provided with radial walls (7) designed as perforated or sieve walls, which extend from the axial mixture inlet to the circumference of the hollow body.

2. Mixer according to claim 1, characterized in that the housing has the impeller on it enclosing wall has a hollow-round arched inner surface (17) below the bottom surface (4) of the impeller into a cylindrically delimited collecting space (21) passes over for dripping fuel, the one in the outlet port (19) of the Housing contains protruding ring wick.

3. Mixing device according to claim 1 or 2, characterized in that the tangential outlet connection (19) of the housing (2) is arranged offset from the housing center with respect to the housing height to the housing cover (23). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 370 418, 266 056; French Patent No. 690,746; British Patent Nos. 606 071, 128 269; U.S. Patents No. 2,419,146, 1967 330.