DE1526773C

DE1526773C - Flame glow plug

Info

Publication number: DE1526773C
Application number: DE19661526773
Authority: DE
Inventors: Paul 7145 Markgroningen Bauer
Original assignee: Beru Werk Albert Ruprecht, 7140 Lud wigsburg
Priority date: 1966-10-12
Filing date: 1966-10-12
Publication date: 1973-02-01

Description

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Die Erfindung betrifft eine im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine angeordnete, insbesondere zur Anlaßerleichterung von Dieselmaschinen dienende, und mit flüssigem Brennstoff gespeiste Flammglühkerze mit einem elektrischen Heizkörper zur Entzündung des Brennstoffes und mit einem in der Nachbarschaft des Heizkörpers angeordneten, luftdurchlässigen und hitzebeständigen Körper zur durch Kapillarwirkung hervorgerufenen Speicherung des Brennstoffes. The invention relates to an arranged in the intake pipe of an internal combustion engine, in particular for Flame glow plug that is used to facilitate the start-up of diesel engines and is fed with liquid fuel with an electric heater to ignite the fuel and with one in the neighborhood of the radiator arranged, air-permeable and heat-resistant body for by capillary action caused storage of the fuel.

Bei Flammglühkerzen dieser Art, ist es vor allem wichtig, daß der für die Verbrennung im Ansaugrohr eingebrachte flüssige Brennstoff möglichst vollständig und rußfrei verbrannt wird, was voraussetzt, daß der beim Anlaufen der Maschine einsetzende Ansaugluftstrom den elektrischen Heizkörper nicht auf eine für die Entzündung des Brennstoffes zu niedrige Temperatur abkühlt, und daß die Aufbereitung des flüssigen Kraftstoffes zu einem brennbaren Dampf-Luft-Gemisch so gut ist, daß bei den in Betracht zu ziehenden Luftgeschwindigkeiten eine stabile Flamme erhalten bleibt.With flame glow plugs of this type, it is above all It is important that the liquid fuel introduced into the intake pipe for combustion is as complete as possible and is burned soot-free, which requires that the intake air flow that begins when the engine is started Do not set the electric heater to a temperature that is too low to ignite the fuel cools, and that the processing of the liquid fuel to a combustible vapor-air mixture is so good that a stable flame is obtained at the air velocities to be considered remains.

Bei einer Flammglühkerze mit einem von außen beheizten Brennstoffdurchflußrohr und einem in diesem angeordneten Regelstab von unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizient, der bei Erhitzung dieses Systems ein Kraftstoffventil öffnet, ist gemäß der britischen Patentschrift 995 191 zur besseren Verdampfung des Kraftstoffes schon ein Gewinde im Brennstoffdurchflußrohr vorgesehen worden. Dieses Gewinde vergrößert zwar die wärmeabgebende Oberfläche des von außen beheizten Brennstoffdurchflußrohres, es kann jedoch nicht verhindern, daß der Kraftstoff bei einsetzender Dampfbildung entsprechend dem Leidenfrostphänomen von der beheizten Wandung gegen den Regelstab hin abgeschleudert wird und sich dadurch der Wärmeübergang zum Kraftstoff stark vermindert. Solche Flammglühkerzen haben zwar den Vorteil eines selbsttätig öffnenden Ventils, sie neigen aber zum Abtropfen des Brennstoffes, und ihr Heizelement ist trotz Anordnung innerhalb eines perforierten Schutzrohres noch starker Abkühlung durch den Luftstrom ausgesetzt.In the case of a flame glow plug with an externally heated fuel flow tube and one in this arranged control rod of different thermal expansion coefficient, which when heated this system opens a fuel valve, according to British patent specification 995 191 for better Evaporation of the fuel has already been provided a thread in the fuel flow tube. This Although the thread increases the heat-emitting surface of the externally heated fuel flow tube, However, it cannot prevent the fuel from being used accordingly when vapor formation begins the Leidenfrost phenomenon thrown from the heated wall against the control rod and thereby the heat transfer to the fuel is greatly reduced. Such flame glow plugs have the advantage of an automatically opening valve, but they tend to drip off the fuel, and its heating element is even stronger despite being placed inside a perforated protective tube Exposure to cooling by the air stream.

Bei einer in dem deutschen Gebrauchsmuster 1931381 beschriebenen Flammglühkerze ist ebenfalls ein von außen beheiztes Brennstoffdurchflußrohr (Heizrohr) mit Austrittsöffnungen für den gebildeten Kraftstoffdampf vorgesehen. Die Glühdrahtwendel ist am unteren, glühseitigen Teil freitragend, d. h. mit Luftzwischenraum um das Heizrohr angeordnet und am oberen Teil um eine auf das Heizrohr aufgekittete Keramikbuchse gewickelt. Diese Verdampfungseinrichtung ist von einem mit Flam-. menaustrittsöffnungen bzw. Lufteintrittsöffnungen versehenen Rohrmantel umgeben, der die Aufgabe hat, die Heizdrahtwendel und das Heizrohr vor Abkühlung durch den vollen Ansaugstrom zu schützen. Da die Entzündung des Brennstoffes jedoch nicht ohne seine vorherige Aufbereitung zu einem brennbaren Kraftstoff-Dampf-Luft-Gemisch erfolgen kann, die durch Verwirbeln mit in den Abschirmmantel eindringender Ansaugluft geschieht, läßt es sich nicht vermeiden, daß die aus ziemlich dünnem Draht bestehende Heizdrahtwendel bei den zur Entzündung des Brennstoffes erforderlichen hohen Temperaturen von etwa 900 bis 1050° C sehr leicht auf Luftzug anspricht und trotz des Rohrmantels eine Abkühlung erfährt, die um so mehr von Nachteil ist, weil die von der Heizdrahtwendel erzeugte Wärme ohnehin nur schwerlich durch den Luftzwischenraum bzw. die Keramikbuchse und das Heizrohr hindurch bis zum darin befindlichen Brennstoff vordringen kann. Die Innenwand des Heizrohres ist mit einem aus zunderfester Metallgaze bestehendem Rohrsieb ausgekleidet, das zur Dämpfung der durch eine Förderpumpe stoßweise einsetzenden Kräftstoffzufuhr bzw. zur Kraftstoffspeicherung zwischen den einzelnen Förderhüben dienen soll. Ein wegen der gewünschten Dämpfung aus Metallgaze hergestelltes Sieb kann nur wenig Brennstoff speichern und bildet wegen seiner geringen Dicke auch kein genügendes Hindernis, um die aus dem Leidenfrostphänomen resultierenden schädlichen Wirkungen bezüglich des Wärmeübergangs verhüten zu können. Auch infolge seiner durch das Heizrohr gegen die Heizdrahtwendel und die Verbrennungsluft abgeschirmten Innenlage kann es keinen nennenswerten Beitrag zur Aufbereitung des Kraftstoff-Dampf-Luft-Gemisch leisten. Flammglühkerzen dieser Art haben aus diesen Gründen keine praktische Bedeutung erlangt.In a flame glow plug described in the German utility model 1931381 is also an externally heated fuel flow pipe (heating pipe) with outlet openings for the formed Fuel vapor provided. The glow wire coil is self-supporting on the lower, glow-side part, d. H. arranged with an air gap around the heating pipe and on the upper part around one on the heating pipe wrapped on cemented ceramic bushing. This evaporation device is of a Flam-. menausaustrittsöffnungen or air inlet openings surrounded tubular jacket provided, which the task has to protect the heating wire coil and the heating tube from being cooled down by the full suction flow. Since the ignition of the fuel cannot be made into a combustible without prior preparation Fuel-vapor-air mixture can take place by swirling with penetrating into the shielding jacket If intake air happens, it can not be avoided that the existing of fairly thin wire Heating wire coil at the high temperatures required to ignite the fuel approx. 900 to 1050 ° C responds very easily to drafts and despite the pipe jacket a cooling learns, which is all the more disadvantageous because the heat generated by the heating wire coil is only anyway hardly through the air gap or the ceramic socket and the heating tube through to fuel contained therein can penetrate. The inner wall of the heating pipe is made of scale resistant Metal gauze lined with an existing pipe sieve, which is used to dampen the flow through a feed pump intermittent fuel supply or for fuel storage between the individual delivery strokes should serve. A sieve made of metal gauze because of the desired damping can only store little fuel and because of its small thickness it is not a sufficient obstacle to the harmful effects on heat transfer resulting from the Leidenfrost phenomenon to be able to prevent. Also as a result of it through the heating pipe against the heating wire coil and the Combustion air-shielded inner layer can make no significant contribution to the processing of the Make fuel-vapor-air mixture. Flame glow plugs of this kind have not acquired any practical importance for these reasons.

Zwecks Vermeidung der genannten Nachteile, zwecks besserer Nutzung der durch den elektrischen Strom erzeugten Wärme und Erzielung einer den zugeführten Kraftstoff möglichst vollständig in Wärme umsetzenden und gegen Ausblasen gut gesicherten Flamme ist gemäß der Erfindung als Heizkörper ein an sich bekannter Glühstift vorgesehen, der ringför-In order to avoid the disadvantages mentioned, for the purpose of better use of the electrical Electricity generated heat and achieving one of the supplied fuel as completely as possible in heat converting and well secured against blowing out flame is a radiator according to the invention known glow plug provided, the ring-shaped

mig von einem mit vielen kleinen Hohlräumen durchsetzten, den Glühstift gegen den Luftstrom abschirmenden Brennstoffspeicherkörper umgeben ist.With one interspersed with many small cavities, which shields the glow plug from the air flow Fuel storage body is surrounded.

Der beispielsweise aus hitzebeständigem Drahtgeflecht in mehreren Lagen gewickelte oder aus porösem keramischem Material bestehende Brennstoffspeicherkörper ist imstande, in seinen auch zum Glühstift hin (radial) gestaffelten und miteinander in Verbindung stehenden Hohlräumen eine größere Menge Kraftstoff zu halten und unter der nach außen hin sich verringernden Wärmeeinwirkung des Glühstiftes ohne Abtropfen zu verdampfen. Von innen her nimmt er die vom Glühsti'ft kommende Wärme ohne wesentliche Verluste auf, und von außen her wird ihm Verbrennungsluft zugeführt. Das gebildete Kraftstoff-Dampf-Luft-Gemisch entzündet sich am Glühstift, und dieser ist infolge seines größeren Wärmevolumens und seiner gut geschützten Anordnung innerhalb des von einem hitzebeständigen, perforierten Rohr eingefaßten Brennstoffspeicherkörpers in der Lage, auch noch bei erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten der Abkühlung durch die Ansaugluft auf eine nicht mehr zündfähige Temperatur zu widerstehen. For example, it is made of heat-resistant wire mesh wound in several layers or made of porous ceramic material existing fuel storage body is able to in its also to Glow plug towards (radially) staggered and interconnected cavities a larger To hold the amount of fuel and under the outwardly decreasing heat effect of the glow plug to evaporate without dripping. From the inside it takes the warmth coming from the glow plug without significant losses, and combustion air is supplied to it from outside. The fuel-vapor-air mixture formed ignites at the glow plug, and this is due to its larger heat volume and its well-protected arrangement within the by a heat-resistant, perforated Tube framed fuel storage body capable of even at increased flow rates to withstand the cooling by the intake air to a no longer ignitable temperature.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine teils in der Ansicht, teils im Schnitt gezeichnete Glühkerze, bei welcher der den Brennstoff aufnehmende und mit kleinen Hohlräumen durchsetzte Körper den elektrischen Heizkörper umschließt.The invention is shown schematically in the drawing. The only figure shows a partly in the View, partly in section drawn glow plug, in which the fuel receiving and with small cavities penetrated body enclosing the electric radiator.

Der elektrische Heizkörper wird durch einen indirekt beheizten Glühstift 1 gebildet, der^gasdicht in der Bohrung 2 des Kerzenstahlkörpers 3 befestigt ist. Für die Zufuhr des flüssigen Brennstoffs ist der Schraub-; stutzen 4 vorgesehen, dessen Bohrung 5 in die erweiterte Bohrung 2' des Kerzenstahlkörpers 3 mündet und zwecks Dosierung der Brennstoffzufuhr eine Nadel 6 in sich aufnimmt. Zur Aufnahme des den Glühstift Γ umschließenden, mit vielen kleinen Hohlräumen? durchsetzten luftdurchlässigen und hitzebeständigen Körpers 8 ist die Bohrung 2' bei 2" nochmals erweitert. Dieser Körper 8 kann ein aus mehreren Lagen bestehender Wickel aus hitzebeständigem Drahtgeflecht oder aus in kleinen Abständen fein gelochtem Blech sein. Er kann aber auch aus porösem keramischem Material bestehen. Die Größe der miteinander in räumlicher Verbindung stehenden Hohlräume? ist so bemessen, daß sie den verwendeten flüssigen Brennstoff durch Molekularkräfte (Kapillarität) in sich zu halten vermögen und somit sein Ausfließen oder Abtropfen verhindern. Im auf der rechten Zeichnungshälfte dargestellten Beispiel liegt der Körper 8 zum Teil im Kerzenstahlkörper 3, zum anderen Teil ist er vom hitzebeständigen Rohr 9 umfaßt, das gegen das untere Ende hin mit einer oder mehreren Reihen von Löchern 10 durchbrochen ist, durch welche der durch einen Pfeil angedeutete Luftstrom eintritt, während auf der gegenüberliegenden Seite die (nicht gezeichnete) Flamme austritt. Für weiteren Luftzutritt und Flammenaustritt bleibt die Kerze nach unten hin offen. Zur Halterung des Körpers 8 können vor seiner Stirnfläche einige aus dem Rohr 9 gebildete Klammern 11 vorgesehen werden. Der Glühstift 1 ist in üblicher Weise mit einem aus dem Stahlkörper 3 heräusragenden Schraubstift 12 für die Zuführung des elektrischen Stromes ausgestattet. In seinem hitzebeständigen Rohr 13 liegt die durch verdichtetes keramisches Pulver 14 isolierte Heizwendel 15, die einerseits mit dem eingezogenen Rohrende 16 und andererseits mit dem Schraubstift 12 etwa in Höhe der Dosiernadel 6 verschweißt ist.The electric heater is formed by an indirectly heated glow plug 1, which is ^ gas-tight in the Hole 2 of the candle steel body 3 is attached. For the supply of the liquid fuel is the screw; Nozzle 4 is provided, the bore 5 of which opens into the enlarged bore 2 'of the candle steel body 3 and for the purpose of metering the fuel supply receives a needle 6 in itself. To accommodate the glow plug Γ enclosing, with many small cavities? penetrated air-permeable and heat-resistant body 8 is the hole 2 'at 2 "again expanded. This body 8 can consist of several layers of heat-resistant winding Wire mesh or sheet metal finely perforated at small intervals. But it can also be made of porous consist of ceramic material. The size of the cavities that are spatially connected to one another? is dimensioned so that the liquid fuel used by molecular forces (capillarity) able to hold in themselves and thus prevent its leakage or dripping. I'm on the right In the example shown in the half of the drawing, the body 8 is partly in the candle steel body 3 and partly in the other Part of it is comprised of the heat-resistant tube 9, which towards the lower end with a or several rows of holes 10 is pierced through which the air flow indicated by an arrow occurs, while the flame (not shown) emerges on the opposite side. for The candle remains open at the bottom for further air admission and flame exit. To hold the body 8 some brackets 11 formed from the tube 9 can be provided in front of its end face. The glow plug 1 is in the usual way with a screw pin 12 protruding from the steel body 3 equipped for the supply of electrical current. In his heat-resistant tube 13 is the by compacted ceramic powder 14 insulated heating coil 15, which on the one hand with the retracted The pipe end 16 and, on the other hand, is welded to the screw pin 12 approximately at the level of the dispensing needle 6.

Die beschriebene Gestaltung des Glühstifts 1 und das Hindurchführen des Brennstoffs durch den in der Bohrung 2' verbleibenden Spalt und den vom Rohr 9 umschlossenen Körper 8 hindurch bewirken, daß die erzeugte Wärme in der denkbar wirtschaftlichsten Weise für die Verdampfung und Entzündung des Brennstoffs ausgenutzt wird. Der im Körper 8 um den Glühstift 1 herum sich bildende Brennstoffdampf bzw. das in die Verbrennung übergehende Dampf-Luft-Gemisch sind schlechte Wärmeleiter. Die an der Heizwendel 15 entstehende Wärme ist deshalb imstände, den Glühstift auch bei erhöhter Luftströmung auf einer zur Unterhaltung der Verbrennung ausreichend hohen Temperatur zu halten.The described design of the glow plug 1 and the passage of the fuel through the in the Bore 2 'remaining gap and the body 8 enclosed by the tube 9 cause the generated heat in the most economical way imaginable for evaporation and ignition of the Fuel is used. The fuel vapor that forms in the body 8 around the glow plug 1 or the steam-air mixture passing over into combustion are poor conductors of heat. The one at the Heating coil 15 is therefore able to the glow plug is sufficient to maintain the combustion even with increased air flow keep high temperature.

Bei Wegfall des Rohres 9 kann der flüssige Brennstoff dem Körper 8 auch von außen durch ein Rohr 17, einen Zerstäuber od. dgl. zugeführt werden, wie dies auf der linken Zeichnungshälfte schematisch dargestellt ist. Dabei zeigen zwei gestrichelte Pfeile die Strömungsrichtung der Luft an. Der Brennstoff ist durch den kegelförmigen Strahl 18 angedeutet. Die räumliche Anordnung des Glühstifts 1 und des Körpers 8 ergibt besonders auf der Seite des Windschattens günstige Voraussetzungen für die Entzündung des Brennstoffes bzw. die Bildung einer Flamme. ,If the tube 9 is omitted, the liquid fuel can also be fed to the body 8 from the outside through a tube 17, an atomizer or the like. Supplied, as shown schematically on the left half of the drawing is. Two dashed arrows show the direction of air flow. The fuel is indicated by the conical beam 18. The spatial arrangement of the glow plug 1 and the body 8 results in favorable conditions for inflammation, especially on the slipstream side of the fuel or the formation of a flame. ,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. To be arranged in the intake pipe of an internal combustion engine, in particular to facilitate the starting Flame glow plug used by diesel engines and fed with liquid fuel with a electric heater to ignite the fuel and with one in the neighborhood of the radiator arranged, air-permeable and heat-resistant body for by capillary action caused storage of the fuel, characterized in that a known glow plug (1) is used as a heating element and that the glow plug is ring-shaped from the interspersed with many small cavities (7), shielding the glow plug against the air flow Fuel storage body (8) is surrounded.

2. Flame glow plug according to claim 1, characterized in that the one with many small cavities penetrated air-permeable body (8) from a winding consisting of several layers heat-resistant wire mesh or sheet metal finely perforated at small intervals.

3. Flame glow plug according to claim 1, characterized in that the one with many small cavities interspersed air-permeable body (8) consists of porous ceramic material.

4. flame glow plug according to claim 1 to 3, characterized in that the fuel storage body (8) is surrounded by a heat-resistant tube (9) which is pierced with holes (10) for air entry or flame exit.