DE1918445B2

DE1918445B2 - Vorrichtung zur verbrennung von fluessigen kohlenwasser stoffen

Info

Publication number: DE1918445B2
Application number: DE19691918445
Authority: DE
Inventors: Lars Göran Gabriel Enköping Berglund (Schweden)
Original assignee: Bahco AB
Current assignee: SNA Europe Industries AB
Priority date: 1968-04-18
Filing date: 1969-04-11
Publication date: 1971-07-22
Also published as: DK129540B; DK129540C; SU361586A3; NO123049B; FI49221B; FI49221C; SE329230B; US3531229A; DE1918445A1

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß ohne weiteres die Zündung möglich ist und die Verbrennung unter allen Betriebsbedinmerzylinders, der im allgemeinen aus keramischem io gungen funktionssicher erfolgt. Material besteht. Der Brennkammerzylinder wirkt so Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

gleichsam als Docht und nach Erwärmung als Ver- löst, daß der sinterporöse Brennkammerzylinder aus gasungskörper. Die betriebsmäßige Erwärmung bei metallischem Werkstoff besteht und eine durch einen Dauerbetrieb erfolgt durch die Verbrennung selbst. Zwischenboden mit Durchtritt gebildete Vorkammer Zum Zwecke der Zündung ist eine Vorwärmung er- ¹S aufweist — wobei in die Wandung des Brennkamforderlich. Dazu muß bei der bekannten Ausfüh- merzylinders die Kohlenwasserstoffe unter Druck einrungsform besonderer Vorwärmbrennstoff in eine am geführt werden — und daß in der Vorkammer eine Brennkammerzylinder ausgeformte Pfanne eingeführt gegen den Zwischenboden als Gegenelektrode arbei- und klassisch entzündet werden. Das alles ist um- tende Funkenzündeinrichtung angeordnet ist, wähständlich und verhindert den Einsatz dort, wo auto- ²⁰ rend die Sekundärluft den Brennkammerzylinder matische Zündung unter Verzicht auf gleichsam be- außenseitig über die gesamte Länge unmittelbar betriebsfremde Vorwärmung verlangt wird. Letzteres streicht.

ist praktisch bei jedem modernen Einsatz und ins- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ohne

besondere der Fall, wenn die Vorrichtung beispiels- weiteres und unter allen Betriebsbedingungen die weise mit einer Kraftfahrzeugheizung kombiniert ^a5 Zündung mit Hilfe der Funkenzündeinrichtung durchwerden soll. Die bekannte Vorrichtung ist aber auch geführt werden, wobei die Zündung zunächst in der funktionell nachteilig. Tatsächlich findet in dem sin- Vorkammer geschieht, um sich mit steigender Beterporösen Brennkammerzylinder hauptsächlich nur triebstemperatur in den Innenraum des Brennkameine Vergasung oder genauer Verdampfung der Koh- merzylinders hinfortzusetzen. Ist dadurch der Brennlenwasserstoffe statt, während lediglich im Bereich ³° kammerzylinder insgesamt auf Temperatur gebracht, der Mündung infolge Sekundärluftzuführung durch so findet die Verbrennung hauptsächlich in dem den besondere Bohrungen des Brennkammerzylinders Brennkammerzylinder umgebenden Ringraum statt, hindurch Verbrennung eintritt. Durch eine venturi- der von der Sekundärluft durchströmt wird. Gleichartige Einschnürung ist Vorsorge getroffen, daß die zeitig bleibt gemeinsam als Stabilisierungsflamme die Verbrennungsflamme nicht zurückschlägt. Nach ³⁵ Verbrennung auch im Innern des Brennkammerzylinaußen ist bei der bekannten Ausführungsform der ders aufrechterhalten, wobei in den Brennkammer-Brennkammerzylinder für den Verbrennungs- bzw. zylinder über dessen äußere Mündung rückströmend Vergasungsvorgang neutral oder inaktiv und über eintretende Sekundärluft auch hier die Verbrennung praktisch seine gesamte Länge von einer Isolations- unterstützt. Im Ergebnis wird eine unter allen Beschicht umgeben, die zwischen einer rohrförmigen ⁴° triebsbedingungen sichere Verbrennung erreicht.

Umhüllung und Abdichtungsringen gehalten wird. Die so eingestellte Verbrennung ist nur unter bestimmten aerodynamischen und thermodynamischen Parametern stabil. Die bekannte Vorrichtung ist daher dort nicht funktionssicher, wo vom Einsatz diese Parameter schwanken, also unterschiedliche äußere Betriebsbedingungen vorliegen. Das ist ebenfalls bei Kraftfahrzeugen durch wechselnden Fahrtwind und auch bei Einsatz im Freien unvermeidbar.

Ähnliche Nachteile gelten auch für eine Einrichtung (vgl. USA.-Patentschrift 2 712 352), bei der zwar ein sinterporöser Zylinder verwirklicht ist, dieser jedoch von innen elektrisch beheizt wird und

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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert, wobei in der einzigen Figur eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt ist.

Innerhalb eines Gehäuses 1, das teilweise auch einen Wandteil einer Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und einem ₅₀ Luft- oder Wasserstrom darstellt, ist ein Ringraum 2 vorgesehen. Dieser Ringraum 2 ist durch einen aus einem oder mehreren Teilen bestehenden, im wesentlichen zylindrischen Blechmantel 3 gebildet, der zwecks Wärmeisolierung im Abstand von den Wand-

daher nicht als Brennkammer dient. Allerdings ist hier ₅₅ flächen des Gehäuses 1 angeordnet ist. Das eine Ende zusätzlich bereits eine Funkenzündeinrichtung ver- des Blechmantels 3 ist an eine Stirnwand des Gewirklicht. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung
(USA.-Patentschrift 2 471 833), bei der ein Brenn

kammerzylinder und ein umgebener Ringraum für

häuses 1 angeschlossen, in der eine Funkenzündeinrichtung 5 angeordnet ist, während das andere Ende des Blechmantels 3 und damit der Ringraum 2 nach

die Zuführung von Sekundärluft verwirklicht sind, 6o innen in das Gehäuse 1 ausmündet, um die Verbrenerfolgt die Vergasung oder Verdampfung mit einem nungsgase durch das Gehäuse und ein nicht gezeigtes besonderen Heizkörper, der permanent elektrisch be- Abgasrohr austreten zu lassen. Die erforderliche Verheizt wird und über Strahlung die Vergasung bewirkt. brennungsluft wird durch eine Öffnung 6 zur Innen-Hier ist nachteilig, daß eine permanent elektrische seite des Gehäuses 1 innerhalb eines Abschnittes zuBeheizung erforderlich ist. Im übrigen kennt 65 geführt, der gegen den von den Verbrennungsgasen man Ausführungsformen (vgl. USA.-Patentschrift durchströmten Teil durch eine Wand 7 abgeschirmt 2 386 746), bei denen die Vergasung des Brennstof- ist. Der Funkenzündeinrichtung 5 wird durch Primärfes in kaltem Zustand stattfindet, eine Aufheizung luftöffnungen 8 in der Wandung eines rohrförmigen,

im Bereich der Stirnwand des Gehäuses liegenden und die Funkenzündeinrichtung 5 umschließenden Endteiles des Blechmantels 3 Primärluft zugeführt, während die Sekundärluft über Sekundärluftzufuhröffnungen 9 zugeführt wird, die in einer radial verlaufenden Stirnwandung des Blechmantels 3 vorgesehen sind, welches den zylindrischen Teil des Blechmantels 3 mit dem genannten engeren, die Funkenzündeinrichtung umgebenden Endabschnitt verbindet. Die Sekundärluftzufuhröffnungen 9 sind so ausgebildet, daß sie der Luft eine Rotationsbewegung erteilen. Das bisher Beschriebene stimmt im wesentlichen mit der herkömmlichen Ausbildung einer Vorrichtung zur Verbrennung von Benzin od. dgl. überein.

Ferner ist der Ringraum 2 neben der Funkenzündeinrichtung 5 mit einem sinterporösen Brennkammerzylinder 10 aus gesintertem, hitzebeständigem, metallischem Werkstoff von guter Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise gesintertem, rostfreiem Stahl, versehen. Dieser Brennkammerzylinder 10 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen, zum Blechmantel 3 koaxial angeordneten Körper, der an seinem der Funkenzündeinrichtung 5 zugewandten Ende eine Vorkammer 14 und an seinem entgegengesetzten Ende eine zum Ringraum 2 hin offene Hauptkammer 15 aufweist. Die Vorkammer 14 und die Hauptkammer 15 sind durch einen Zwischenboden 16 voneinander getrennt, der mit einem oder mehreren Durchtritten 17 versehen ist, welche in bezug auf den Vergasungsraum asymmetrisch angeordnet sind, um dem Luft- und Verbrennungsgasstrom eine Wirbelbewegung zu erteilen. Die Funkenzündeinrichtung 5 weist nur eine Elektrode auf, die in die Vorkammer 14 bis zu einem als Funkenstrecke geeigneten Abstand von dem Zwischenboden 16 hineinragt, der die Gegenelektrode bildet. Der Brennstoff wird über eine Brennstoffzuführungsleitung 18 zugeführt, die an den Brennkammerzylinder 10 angeschlossen ist und in einen Hohlraum 19 in dessen Material mündet, um den Brennstoff durch die Kanäle des Sintermaterials zu verteilen.

Bei Inbetriebnahme werden der Funkenzündeinrichtung Hochspannungs-Stromimpulse zugeführt, um zwischen den beiden Elektroden, die von der Elektrode der Funkenzündeinrichtung 5 und dem Zwischenboden 16 als Gegenelektrode gebildet werden, Funken zu erzeugen, wobei gleichzeitig dem Hohlraum 19 Brennstoff zugeführt wird. Die hohe Temperatur des Funkens bewirkt eine sehr lokale Vergasung und Zündung, wodurch eine Verbrennung eingeleitet wird, deren Wärme dazu ausgenützt wird, um die Verbrennungszone allmählich zu vergrößern, bis die gesamte freie Oberfläche des Brennkammerzylinders 10 für die Vergasung des Brennstoffes und zur Bildung einer stabilen Flamme in Anspruch genommen worden ist.

ίο Während des Betriebes dient in erster Linie die Hauptkammer 15 zur Vermischung von vergastem Brennstoff mit Luft und zum Halten und teilweise zum Formen der Flamme. Jedoch auch der Ringraum 2 zwischen der Außenseite des Brennkammer- Zylinders und dem Blechmantel 3, dem die Sekundärluft zugeführt wird, unterstützt ebenso wie — zumindest was die Vermischung anbelangt — die Vorkammer 14 diese Vorgänge. Ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, ist es auch möglich, den

ao Brennkammerzylinder derart auszubilden, daß er eine Anzahl von strömungsmäßig parallel zueinander angeordneten Hauptkammern aufweist, wodurch das Verhältnis zwischen Vergasungsoberfläche und Durchflußquerschnitt erhöht werden kann.

Unabhängig von der Ausbildung der Funkenzündeinrichtung dient der Brennkammerzylinder dazu, die Zündung zu erleichtern und im Anschluß daran einen stabilen Verbrennungsvorgang zu gewährleisten.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Verbrennung von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit sinterporösem Brennkammerzylinder, in dessen Wandung die Kohlenwasserstoffe eingeführt werden, und umgebenden Ringraum mit Sekundärluftzuführung, dadurch gekennzeichnet, daß der sinterporöse Brennkammerzylinder (10) aus metallischem Werkstoff besteht und eine durch einen Zwischenboden (16) mit Durchtritt (17) gebildete Vorkammer (14) aufweist — wobei in die Wandung des Brennkammerzylinders (10) die Kohlenwasserstoffe unter Druck eingeführt werden — und daß in der Vorkammer (14) eine gegen den Zwischenboden (16) als Gegenelektrode arbeitende Funkenzündeinrichtung (5) angeordnet ist, während die Sekundärluft den Brennkammerzylinder (10) außenseitig über dessen gesamte Länge unmittelbar bestreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen