DE178896C

DE178896C -

Info

Publication number: DE178896C
Application number: DE1905178896D
Authority: DE
Filing date: 1905-01-14
Anticipated expiration: 1925-01-15

Description

ben

γ'ύ/L·

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wenn Flüssigkeitsstrahlen unter sehr hohem Druckaus ganz feinen Mündungen in eineLuft- oder Gasmasse ausströmen, so findet durch den Stoß zwischen Flüssigkeit und Gasmasse eine mechanische Trennung und Zerstäubung des Flüssigkeitsstrahles statt. Diese zerstäubende Wirkung ist, wie Beobachtungen lehren, um so stärker, einerseits je höher das Verhältnis der Drucke innerhalb und außerhalb des Aus-Strömungsgefäßes ist, und andererseits, je höher der absolute Druck der Gasmasse ist, in welche der Flüssigkeitsstrahl strömt, denn beides hat eine Erhöhung der Stoßwirkung zur Folge; ersteres weil die Stoßgeschwindigkeit gesteigert wird, letzteres, weil der Flüssigkeitsstrahl gegen dichteres Gas, d. h. gegen eine größere Masse anprallt. Immerhin geben aber diese beiden Wirkungen zusammen noch nicht genügende Zerstäubung, um mit deren Hilfe

ao die Brennstoffstrahlen direkt in Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, einzuspritzen; <^es ist hierzu erforderlich, die zerstäubende Wirkung durch ein besonderes Verfahren noch bedeutend zu verstärken, und zwar dadurch, daß man die Brennstoffflüssigkeit vorher mit Luft unter sehr hohem Druck sättigt; es ist bekannt, daß derartige luft- oder gasgetränkte Flüssigkeiten beim Ausströmen durch das bei der Druckentlastung erfolgende Entweichen des Gases eine starke mechanische Trennung erfahren, durch welche die Strahlen

• zerstäubt und in Schaum verwandelt werden.

Wie Versuche gezeigt haben, absorbieren die flüssigen Kohlenwasserstoffe, welche bei Petroleummotoren verwendet werden, unter Druck sehr bedeutende Mengen von Luft, so daß bei diesen Flüssigkeiten die letztgedachte Erscheinung besonders stark hervortritt. \

Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren, welches die geschilderten Vorgänge zur direkten Einspritzung von flüssigen Brennstoffen in Verbennungsmotoren verwertet, und dadurch die bisher bei diesen Motoren, insbesondere bei Dieselmotoren, verwendeten Zerstäubungsapparate in Verbindung mit ständig laufenden Luftpumpen beseitigt.

Bei den Dieselmotoren ist bekanntlich der Kompressionsdruck ein sehr hoher; er beträgt 30 bis 35 Atm. Um daher die erwähnte Zerstäuberwirkung durch Stoß der Flüssigkeitsstrahlen gegen die komprimierte Luftmasse zu erreichen, muß der Druck der einspritzenden Flüssigkeit ein vielfacher hiervon sein und unter Umständen bis zu mehreren hundert Atmosphären betragen.

Ein solcher Druck kann erzeugt werden durch eine kleine Pumpe p (Fig. 1), deren Kolben gesteuert ist und im richtigen Moment derart bewegt wird, daß er den außerhalb unter hohem Drucke mit Luft gesättigten flüssigen Brennstoff unter dem gewünschten hohen Druck durch die sehr feine Öffnung 0 in den Kompressionsraum c des Zylinder einpreßt. Statt des Kolbenpümpchens können auch Membranpumpen oder Kapselpumpen, wie sie in neuerer Zeit zur Erzeugung sehr hoher Drucke bekannt geworden sind, verwendet werden.

Eine andere Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Darin bedeutet d den Motorzylinder, p eine kleine Petroleumpumpe ganz gewöhnlicher Konstruktion, ·/ eine kleine Luftpumpe,

welche zum Füllen des gewöhnlich an sich schon vorhandenen Anlaßgefäßes a mit hochgespannter Luft dient, e ist ein Gefäß, in welchem der flüssige Brennstoff aufgespeichert wird, und zwar unter dem gewünschten hohen Einspritzdrucke, welcher hier dadurch entsteht, daß dieses Gefäß als Luftakkumulator ausgebildet ist; gleichzeitig ist es ein Saturator, da es zur Sättigung· des Petroleums mit Luft

ίο dient, ähnlich wie die Apparate zur Herstellung kohlensaurer Wasser und dergl.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :

Beim Stillstand der Maschine sei das Luftgefäß α aus dem früheren Betriebe her mit Luft von 50 bis 60 Atm. (Anlaßluft) gefüllt; das Einspritzgefäß e enthalte zunächst keinen flüssigen Brennstoff bezw. nur einen kleinen Rest vom früheren Betriebe her, wohl aber, durch die Rohrverbindung r, Luft von gleichem Druck wie Gefäß α; nun wird mit der Petroleumpumpe p zunächst von Hand das Gefäß e mit flüssigem Brennstoff aufgefüllt, und zwar bei geschlossenem Lufthahn h; man kann auf diese Weise im Luftraum i beliebig hohe Drucke herstellen; läßt man nun den Motor laufen und stellt die Lufthähne so, daß die Luftpumpe I aus α ansaugt, und durch Hahn h und Tauchrohr k Luft in das Petroleum einpreßt, welche durch die Siebflächen ss in ganz feine Bläschen verteilt wird, so sättigt sich der flüssige Brennstoff mit großen Mengen von Luft. Gleichzeitig gibt diese Luft ihre Kompressionswärme an den Brennstoff ab und erwärmt denselben; eine starke Erhitzung des flüssigen Brennstoffes verbessert und beschleunigt den späteren Zerstäubungsprozeß wesentlich dadurch, daß bei der Druckentlastung im Moment des Einspritzens der Strahl teilweise verdampft; man kann deshalb im Gefäß e oder auf dem Wege von hier bis zur Einspritzstelle auch noch irgend eine bekannte Heizvorrichtung für den flüssigen Brennstoff anbringen.

Der so vorbereitete Brennstoff spritzt dann, jeweils wenn die Nadel η durch die Steuerung/ geöffnet wird, direkt in den Verbrennungsraum des Zylinders ein, wo er, wie bereits beschrieben wurde, durch die vereinigte Wirkung des Akkumulatordruckes und das Entweichen der absorbierten Luft derart zerstäubt wird, daß die Verbrennung richtig vor sich geht.

Man kann die Wirkung noch verstärken durch die auch sonst bekannten und angewendeten Hilfsmittel, wie verschiedene Formen der Einspritzöffnungen (Brausen, Zentrifugaldüsen, Mischdüsen, bei denen der eintretende Flüssigkeitsstrahl durch Seitenöffnungen die umgebende Luft ansaugt oder dergl.), oder vor den Mündungen angebrachte Prallflächen und dergl., oder durch Aufeinanderprallen mehrerer aus verschiedenen Richtungen kommenden Flüssigkeitsstrahlen.

Während des eigentlichen Betriebes stehen die beiden Pumpen p und I der Hauptsache nach still und dienen nur zeitweise, erstere als Speisepumpe zum Nachfüllen des Einspritzgefäßes, letztere als Saturationspumpe.
. Selbstverständlich können die Pumpen, Rohr- und Gefäßanordnungen auch ganz andere sein; die beschriebene Einrichtung ist nur eine Ausführungsform der Verfahrens unter vielen.

Statt mit Luft kann man den flüssigen Brennstoff auch mit Sauerstoff sättigen. -

Claims

Pate nt-Ansprüche:

1. Verfahren zum direkten Einspritzen flüssiger Brennstoffe in Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Luft oder Sauerstoff unter sehr hohem Druck gesättigter, eventuell auch künstlich erhitzter Strahl von flüssigem Brennstoff unter diesem Druck direkt in den Kompressionsraum' des Motors durch feine Öffnungen eingespritzt wird.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hohe Einspritzdruck durch Luft- oder Gasakkumulatoren erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.