DE1573089A1 - Stroemungsmengenteiler fuer Gemische aus einem fluessigen Stroemungsmittel und einem gasfoermigen Stroemungsmittel - Google Patents

Stroemungsmengenteiler fuer Gemische aus einem fluessigen Stroemungsmittel und einem gasfoermigen Stroemungsmittel

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Description

Dr. F. Zumsfein - Dr. E. Assmann
Dr. R. Koer.iqsberger - C 7 O Π O Q
Dipl. Fhys. R. Hoizbuuer I J / O U O a
Pa'ei.lu.nwätte
Mönchen 2, Bräuhaussfrafje 4/III
3306-66
SOCIETE INDUSTRIELLE DE BREVETS ET D1ETUDES S.I.B.E.
Strömungsmengenteiler für Gemische aus einem flüssigen Strömungsmittel und einem gasförmigen Strömungsmittel
Priorität: Frankreich, vom 24· Juni 1965
Die Erfindung betrifft die Strömungsmengenteiler für Gemische aus einem flüssigen Strömungsmittel und einem gasförmigen Strömungsmittel mit einem einzigen Eingangskanal und wenigstens zwei Ausgangskanälen, auf welche das durch den Eingangskanal ankommende Gemisch jederzeit injgleiche Volumenanteile gleicher Zusammensetzung aufgeteilt werden soll. Von derartigen Strömungsmengenteilern betrifft die Erfindung im besonderen, wenn auch nicht ausschliesslich, solche für Gemische aus einem flüssigen Brennstoff und einem gasförmigen Sauerstoffträger
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(im allgemeinen luft), welche unter einem Differentialdruck von einer einzigen Dosiervorrichtung geliefert werden und auf die Zylinder (oder Zylindergruppen) eines Verbrennungsmotors aufgeteilt werden sollen. Eine derartige Dosiervorrichtung mit Strömungsmengenteiler ist in der Patentanmeldung beschrieben.
Bekanntlich ist es schwierig, ein derartiges
Gemisch in gleiche Teile aufzuteilen, da seine beiden Komponenten im allgemeinen die Neigung zeigen, sich voneinander zu trennen. Das flüssige Strömungsmittel zeigt nämlich die Neigung, durch Kapillarität an den Wänden der vor den Ausgangskanälen liegenden Kanäle zu haften. Ausserdem wirkt bei jeder Richtungsänderung des Gemische die Fliehkraft erheblich stärker auf das flüssige Strömungsmittel, dessen Dichte erheblich grosser als die des gasförmigen Strömungsmittels ist, so dass die beiden Strömungsmittel nach dieser Richtungsänderung praktisch getrennt sind.
Die Erfindung bezweckt, derartige Strömungsmengenteiler so auszubilden, dass sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen und insbesondere jedem Ausgangskanal ein Gemisch zuführen, derart, dass sämtliche Gemische jederzeit nach Zusammensetzung und Volumen tatsächlich gleich sind.
Hierfür werden erfindungsgemäss derartige
Strömungsmengenteiler so ausgebildet, dass sie ausser einem Hauptströmungskreis, welcher das aus dem Eingangskanal kommende Gemisch vor die Anfänge der Ausgangskanäle führt, und zwar praktisch senkrecht zu diesen Anfängen, einen Hilfsströmungskreis aufweisen, welcher in den Eingangskanal den Rest des Gemische zurückführt, welches vor diesen Anfängen vorbeigeströmt ist,
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ohne in 8ie einzutreten» wotei die Ausbildung vorzugsweise so getroffen ist, dass die Strömung dee durch den Eingangskanal ankommenden Gemische einen Unterdruck in dem an diesen Eingangskanal angeschlossenen Abschnitt des Hilfsströmungskreises erzeugt, welcher die Strömung in dem HilfsstrÖmungskreis beschleunigt.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.
Pig· 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemassen Strömungsmengenteilers in einem Axialschnitt längs der Linie I-I der Fig* 2 bzw. in Draufsicht.
Fig· 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemassen Strömungsmengenteilers in einem Axialachnitt längs der Linie III-III der Fig. 4 bzw. in Draufsicht.
Fig. 5 ist ein Axialschnitt einer dritten
Ausführungsform eines erfindungsgemassen Strömungsmengenteilers, von welchem Fig. 6 eine Einzelheit in grosserem Haßstab zeigt.
Fig. 7 ist ein Axialschnitt einer vierten Ausführungβform eines erfindungsgemassen Strömungsmengenteilers.
Fig. 8 und 9 zeigen eine fünfte Ausführungsform eineβ erfindungsgemassen Strömungsmengenteilers in einem angenähert axial längs der Linie VIII-VIII der Fig. 9 geführten Schnitt bzw. in Draufsicht.
Bei der dargestellten Ausführung besitzt der
Strömungsmengenteiler einen ein Gemisch aus Luft und Brennstoff unter Druck empfangenden einzigen Eingangskanal 1 und wenigstens zwei Ausgangskanäle 2 (z.B. vier derartige Kanäle, wie dargestellt), welche an ebenso viele Einlasεleitungen eines Motors
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angeschlossen sind.
Erfindungsgemäss ist der Strömungsmengenteilei
so ausgebildet, dass er ausser einem Hauptströmungskreis, welcher das aus dem Eingangskanal 1 kommende Gemisch vor die Anfänge 2a der Ausgangskanale 2 führt, und zwar praktisch senkrecht zu diesen Anfängen, einen Hilfsströ'mungskreis aufweist, welcher den Eest des Gemische, welcher vor diesen Anfängen vorbeigeströmt ist, ohne in sie einzutreten, in den Eingangskanal 1 zurückführt.
Vorzugsweise sind, wie insbesondere in Fig. und 4 dargestellt, die Ausgangskanale 2 zumindest an ihren Anfängen 2a wenigstens angenähert auf ein und demselben Zylinder angeordnet, dessen Achse die des Endabschnitts des Einßangskanal 1 ist, wobei der Hauptströmungskreis in einer Ebene angeordnet ist, welche senkrecht zu dieser Achse liegt und etwa durch das Ende des Kanals 1 geht.
Bei der Ausführungsform der Pig. 1 und 2 wird
der Hauptströmungskreis durch Kanäle 3 gebildet, welche strahlenförmig von dem Eingangskanal 1 ausgehen und je zu einem Anfang 2a eines Ausgangskanals führen. Der Hilfsströmungskreis wird durch Kanäle 4 gebildet, welche die Kanäle 3 jenseits der Anfänge 2a der Kanäle 2 verlängern, sowie durch Kanäle 5 und 6, welche die Kanäle 4 mit dem Eine&ngskanal 1 vor dem Abgang der Kanäle 3 verbinden. Jeder Zweig 3 bzw. 4, 5, 6 des Hauptströmungskreises bzw. des Hilfsstromungskreises ist vorzugsweise in einer durch die Achse gehenden Ebene angeordnet, wobei die Kanäle 5 auf einem Zylinder oder Kegel angeordnet sein können, dessen Achse die des Endabschnitts des Eingangskanals 1 ist.
Zweckmässig wird die Ausbildung so getroffen, dass die Strömung des durch den Eingangskanal 1 ankommenden Ge-
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mischs einen Unterdruck in dem an diesen Eintfangskanal angeschlossenen Abschnitt des Hilfsströmungskreises erzeugt. Hierfür können, wie in Pig. 1 dargestellt, die Kanäle 6 gegenüber dem Kanal 1 so geneigt werden, dass die öffnungen 6a, durch welche sie in den Kanal 1 münden, in der Strömungsrichtung innerhalb des Eingangskanals 1 weiter vorne liegen als der Rest der Kanäle 6.
Der Strömunnsmengenteiler der Pig. 1 und 2 arbeitet folgendermassen:
Der Eingangskanal 1 führt ein Gemisch aus
flüssigem Brennstoff und luft zu, welches sich bei seiner Ankunft am Ende dieses Kanals auf die verschiedenen Kanäle 3 verteilt. Wenn man einen der Kanäle 4, 5 und 6 verschliesst, stellt man fest, dass dieses am Ende des Kanals 1 ankommende Gemisch nicht eine homogene Zusammensetzung hat, so dass gewisse Kanäle 2 mehr Flüssigkeit als die anderen empfangen. Wenn man dagegen den Hilfsströmungskreis 4, 5,6 freilegt, stellt man fest, dass das von den Kanälen 3 gelieferte Gemisch vor den Anfängen 2a der Kanäle mit hoher Geschwindigkeit strömt, wobei der nicht in die Kanäle 2 eingeführte Teil des Gemische durch die öffnungen 6a wieder in den Kanal 1 zurückgeführt wird, und dass sich das Gemisch hinter den öffnungen 6a homogenisiert, insbesondere an der Stelle des Abgangs der Kanäle 3· Letzten Endes werden infolge des Hilfsströmungskreises 4, 5, 6 die durch die Kanäle 2 abgeführten Mengen an flüssigem Strömungsmittel bzw. an gasförmigem Strömungsmittel einander gleichgemacht.
Bei der Auaführungsform der Pig. 3 und 4 wird der Hauptströiaungskreis nicht durch ebenso viele Kanäle 3jwie Abgangskanäle vorhanden sind, gebildet, sondern durch eine ein-
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zige Kammer 7, deren praktisch zu der Achse des Bndabschnitts des Kanals 1 senkrechte Wände so nahe beieinanderliegen, dass das Gemisch mit grosser Geschwindigkeit vor den Anfängen 2a der Kanäle 2 vorbeiströmt (für eine Strömungsmenge des Gemische mit 20 l/h Benzin kann der Abstand zwischen diesen Wänden grössenordnungsmässig 0,3 mm betragen). In diesem Pail kann der Hilfsströmungskreis durch die Verlängerung 8 der Kammer 7 jenseits der Anfänge 2a der Kanäle 2 (die durch die Kammer 7 und ihre Verlängerung 8 gebildete Anordnung bildet so eine einzige Kammer mit einem zweckmässig kreisförmigen Umriss), durch eine Ringnut 9» deren Achse die des Endabschnitts des Kanals 1 ist, und durch mehrere durch Öffnungen 10a in den Kanal 1 mündende Kanäle 10 gebildet werden. Damit die Strömung des durch den Kanal 1 ankommenden Gemische einen Unterdruck an der Stelle der Öffnungen 10a erzeugt, können diese an der engsten Stelle eines in dem Kanal 1 gebildeten Venturirohrs (oder einer Einschnürung) 11 münden.
Die Ausführungsform der Pig· 5 unterscheidet sich von der der Pig. 3 und 4 durch eine einzige querliegende Kammer 12, welche die Kanäle 10 ersetzt und eine Diskontinuität in dem Kanal 1 bildet, durch schräge zwischen dieser Kammer 12 und einer der Wut 9 entsprechenden Nut 9a angeordnete Kanäle 13» und ein das Venturirohr 11 der Pig. 3 ersetzendes Strahlronr, welches in Pig. 6 in grösserem Maßstab dargestellt ist· Dieses / Strahlrohr wird im wesentlichen durch einen zwischen den Kammern 12 und 7 liegenden Abschnitt des Kanals 1 gebildet, dessen Anfang (in der schematisch durch Pfeile dargestellten Strömungsrichtung) einen etwas grösseren Querschnitt als der Rest des Kanals 1 hat und sich in dem gleichen Sinn erweitert. Dank des Vorhandenseins
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des erweiterten Abschnitts 14 erzeugt die durch den Kanal 1 ankommende Gemischströmung einen Unterdruck auf dem ganzen Umfang der Kammer 12 und somit eine Saugwirkung in den Kanälen 13» wodurch die Strömung in dem Hilfsströmungskreis 8, 9a, 13« 12 aktiviert wird.
Die Ausfuhrungsform der Pig· 7 unterscheidet
eich von der der Fig· 5 und 6 durch eine gewisse Zahl von Löchern 15» welche die durch die Nut 9a und die Kanäle 13 gebildete Anordnung ersetzen, wobei jedes dieser Löcher zweckmässig in einer duroh den Anfang 2a eines Kanals 2 gehenden Axialebene liegt ·
Natürlich müssen unter Berücksichtigung der Grosse der zu teilenden Strömungsmenge die Querschnitte der Kanäle 1 und 2 sowie die Querschnitte der Kammern 7 und 12 und der Löcher 15 bo berechnet werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gemische gross ist. Bei einer ungenügenden Geschwindigkeit wurde nämlich die Gefahr bestehen, dass sich Flüssigkeit duroh Kapillarwirkung in dem Boden der Kammer 7, 8 oder jedenfalls auf einem gewissen Winkelabschnitt derselben ansammelt. Se besteht dann die Wahrscheinlichkeit, dass ein oder mehrere Ausgangskanale reinem flüssigen Strömungsmittel gegenüberliegen, während andere reinem gasförmigem Strömungsmittel gegenüberliegen, was eine Ungleichheit des Gemische hinsichtlich der Menge und der Zusammensetzung zwischen den verschiedenen Kanälen 2 zur Folge hatte. Aus diesem Grund muss die Bildung von Ansammlungen flüssigen Strömungsmittels an irgendeinem Punkt der Kammer 7, 8 vermieden werden, was erfordert, dass diese Kammer möglichst schnell durch die Löcher 15 oder die Nut 9 oder 9a entleert wird, um das flüssige Strömungsmittel in den Eingangskanal zurückzuführen.
Die Ausführungsform der Fig. 8 und 9 unter-
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scheidet sich von der der Fig. 7 dadurch, dass jeder Ausgangskanal 2 anstatt nur eines einzigen Anfangs 2a wenigstens zwei Anfänge 2b und 2£ besitzt, welche quer zu der Kammer 7 (wie der Anfang 2a der vorhergehenden Figuren) angeordnet und in dem Körper des Teilers vereinigt sind, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt. Die -Anfänge 2b_ und 2_c sind vorzugsweise an zwei entfernten Stellen der Kammer 7» 8 angebracht. Bei einem Teiler mit vier Ausgan.^skanälen 2 und zwei Anfängen 2b, 2£ je Kanal 2 kann die Gesamtheit dieser acht Anfänge auf einem Kreis angeordnet werden, dessen Mittelpunkt auf der Achse des Endabschnitts des Eingangskanals 1 liegt. Es können auch drei Anfänge für den Kanal 2 vorgesehen werden, wobei dann natürlich zwölf Anfänge der bei 2t> und 2£ dargestellten Art ausgebildet werden müssen« Zur Erleichterung der Verbindung der ^nfänge 2J) und 2£ ein und desselben Kanals 2 kann dieser in Bezug auf die Achse schräg liegen, wie in Fig. 8 dargestellt.
Venn man bei v/enigstens zwei Anfängen je Kanal
(diese Anordnung ist auch in dem Fall der Fi^. 1 bis 5 anwendbar) zufällig einen überschuss an flüssigem Strömungsmittel in dem Anfang 2b eines Kanals 2 gegenüber der mittleren augenblicklichen Zusammensetzung des Gemische beobachtet, stellt man fest, dass dieser überschuss durch einen Flüssigkeitsman^el in dem Anfang 2£ des gleichen Kanals ausgeglichen wird. Dies hat zur Folge, dass die Gesamtheit der beiden Anfänge 2b und 2£ dem betreffenden Kanal 2 ein Gemisch zuführt, dessen Menge und Zusammensetzung jederzeit gleich denen des Gemische sind, welches in jedem der anderen Kanäle 2 strömt«
Wie aus den Figuren hervorgeht, kann, wenn
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der Hauptströmungskreis und d er Hilfsströmungskreis durch getrennte Kanäle gebildet werden (Pig· 1 und 2), der Teiler durch, einen einzigen miteinander schneidenden Bohrungen versehenen Teil gebildet werden, wobei die Mündung der Kanäle nach aussen durch Stöpsel 16 verschlossen ist. Wenn, dagegen einer der Strömungskreise wenigstens eine kontinuierliche Kammer der. bei 7, 8 oder 12 (Pig. 3 bis 9) dargestellten Art enthält, wird der Teiler im allgemeinen durch Teile gebildet, welche gemäss durch diese Kammern gehenden Ebenen aneinandergelegt sind, um die Bearbeitung derselben zu ermöglichen·
Die allgemeine Arbeitsweise der Ausführungsformen der Pig· 3-4, 5-6, 7 und 8-9 ist die gleiche wie die der Ausführungsform der Pig. 1-2, so dass sich nicht von neuem beschrieben zu werden braucht.
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Claims (12)

  1. Patentansprüche
    1·) Strömungsmengenteiler für Gemische aus
    einem flüssigen Strömungsmittel und einem gasförmigen Strömungsmittel mit einem einzigen Eingangskanal und wenigstens zwei Ausgangskanälen, auf welche das durch den Eingangskanal ankommende Gemisch zu Teilen aufgeteilt werden soll, welche jederzeit nach Volumen und Zusammensetzung identisch sind, insbesondere für Gemische aus einem flüssigen Brennstoff und einem gasförmigen Säuerstoffträger (im allgemeinen Luft), welche unter einem Differentialdruck durch eine einzige Dosiervorrichtung geliefert werden und auf die Zylinder (oder Zylindergruppen) eines Verbrennungsmotors aufgeteilt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, dass er ausser einem Hauptströmungskreis, welcher das von dem Eingangskanal (1) kommende Gemisch vor den Anfängen (2a) der Ausgangskanäle (2) vorbeiführt, und zwar praktisch senkrecht zu diesen Anfängen (2a), einen Hilfsströmungskreis enthält, welcher den Rest des Gemische, welcher vor diesen Anfängen vorbeigeströmt ist, ohne in sie einzutreten, in den Eingangskanal (1) zurückführt.
  2. 2.) Strömungsmengenteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangskanäle (2) zumindest an ihren Anfängen (2a) wenigstens angenähert auf dem gleichen
    ι Zylinder angeordnet sind, dessen Achse die des Endabschnitts des Eingangskanals (1) ist, wobei der Hauptströmungskreis in einer zu dieser Achse senkrechten und etwa durch das Ende des Eingangskanals (1) gehenden Ebene angeordnet ist.
  3. 3.) Strömungsmengenteiler nach Anspruch 1,
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    dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptetrömungskreis durch Kanäle (3) gebildet wird, welche strahlenförmig von dem Eingangskanal (1) ausgehen und ^e zu einem Anfang (2a) eines Ausgangskanals (2) führen.
  4. 4·) Strömungsmengenteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskreis durch eine Kammer (7) gebildet wird, welche durch zwei nahe beieinander liegende, zu dem Endabschnitt des Eingangskanals (1) senkrechte Wände begrenzt wird.
  5. 5·) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsströmungskreis durch mehrere Kanäle (4» 5, 6) gebildet wird, welche von dem Hauptströmungskreia ausgehen und zu dem Eingangskanal (1) führen.
  6. 6.) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 3 und
    5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal (4, 51 6) des Hilfsströmungekreises auf einen Kanal (3) des Hauptströmungskreises folgt und vorzugsweise in der gleichen durch den Anfang eines Ausgangekanals (2) gehenden Axialebene liegt.
  7. 7·) Strömungsmengenteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsströmungskreis eine querliegende Kammer (12) aufweist, durch welche der Eingangskanal (1) tritt.
  8. 8.) Strömungsmengenteiler nach Anspruch 4 und
    7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsströmungskreis ausserdem getrennte Kanäle (15) aufweist, welche die beiden querliegenden, dem Hauptströmungskreis bzw. dem Hilfsströmungskreis angehörenden Kammern (7, 12) miteinander verbinden.
  9. 9·) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsströmungskreis aiißserdem
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    BAD ORIGINAL.
    , - 12 -
    eine Nut (9 ) enthält, welche einen Umdrehungskörper um die Achse des Endabschnitte des Eingangskanals (1) bildet und die querliegende Kammer (7, 8) fortsetzt.
  10. 10.) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Teiler so ausgebildet ist, dass die Strömung des durch den Eingangskanal (1) ankommenden Gemische einen Unterdruck in dem an" diesem Eingangskanal angeschlossenen Abschnitt des HilfsStrömungskreises erzeugt, wobei dieser Unterdruck die Strömung in dem Hilfsströmungskreis beschleunigt.
  11. 11·) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 5
    und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (6a) des Hilfsströmungskreises zu dem Eingangskanal (1) mit einer den Unterdruck erzeugenden Schräglage führen.
  12. 12.) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daas der Hilfsströmungskreis in einen Abschnitt des Eingangskanals mündet, welcher die Form eines Yenturirohrs oder eines Strahlrohrs (14) hat.
    13·) Stromungsmengenteiler nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausgangsleitung (2) wenigstens zwei vorzugsweise mQglichst weit voneinander entfernte Anfänge (2b, 2ci) besitzt, wobei der Ausgangskanal (2) von diesen Anfängen aus vorzugsweise schrsg verläuft.
    009843/0315
DE19661573089 1965-06-24 1966-05-18 Stroemungsmengenteiler fuer Gemische aus einem fluessigen Stroemungsmittel und einem gasfoermigen Stroemungsmittel Pending DE1573089A1 (de)

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