DE2722226A1

DE2722226A1 - Vorrichtung zum zerstaeuben von fluessigkeiten und zum mischen von gasen

Info

Publication number: DE2722226A1
Application number: DE19772722226
Authority: DE
Inventors: Herbert Kabisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1978-11-23
Also published as: JPS5416030A; IT1095128B; GB1600802A; IT7823247A0; FR2391368A1; DE2722226C2

Description

Herbert P. Kabisch D 16.5.1977

Bahnstrasse 3B
509 Leverkusen

Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten und zum Mischen von Gasen

Die Erfindung hetrifft eine zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, beispielsweise flüssigen Brennstoffen, sowie zum Mischen von Gasen bestimmte Vorrichtung mit einem den Hauptansaugstrom aufnehmenden Venturirohr und mindestens einer in dieses einmündenden Leitung zum Zuführen einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Gemisches aus Flüssigkeiten und/oder Gasen.

Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise als Vergaser bei Verbrennungsmotoren eingesetzt. Bei derartigen Vergasern erfolgt die Regulierung des Kraftstoff-Luft-Gemisches mittels einer Drosselklappe, die im Venturirohr - gesehen in Richtung der Hauptluftströmung - hinter der Einmündungsstelle des bereits mit einer Teilmenge Luft durchsetzten Kraftstoffes angeordnet ist. Bei diesen Drossel klappenvergasern bleibt jedoch der Lufttrichterquerschnitt im engsten Teil des Venturirohres, also in dem Bereich, in dem der vorzerstäubte Kraftstoff zuströmt, konstant, ganz gleich, welche Stellung die Drosselklappe innehat. Dies hat zur Folge, dass bei niedriger Notardrehzahl und somit relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Lufttrichterverengung nicht genügend Unterdruck erzeugt wird, so dass die Beschleunigung der angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisch-Teilchen nicht ausreicht, um den gewünscht hohen Grad an Zerstäubung herbeizuführen. Ausserdem stellt die an der genannten Stelle angeordnete Drosselklappe je nach ihrer Stellung ein mehr oder weniger grosses Hindernis für die Kraftstoff-

H09847/03A1

Luft-Gemisch-Strömung dar, so dass einerseits die Strömung in ihrem Verlauf und ihrer Geschwindigkeit entsprechend stark beeinträchtigt wird und dass sich andererseits eine nicht geringe Anzahl von Gemischteilchen an der Drosselklappe niederschlägt, wodurch das stöchiometrische Verhältnis gestört wird.

Dieser Mangel ist bei einem sogenannten Gleichdruckvergaser weitgehend behoben. Beim Gleichdruckvergaser lässt sich der engste Lufttrichterquerschnitt beispielsweise mittels eines beweglichen, unterdruckgesteuerten Kolbens verändern. Weil sich der engste Durchtritt squerschnitt in Abhängigkeit vom Unterdruck ändert, bleibt die maximale Luftgeschwindigkeit auch bei Teillast erhalten. Ausserdem erfolgt bei Vollastbetrieb eine verstärkte Kraftstofförderung. Kennzeichnend für diesen Vergaser ist der konstante Unterdruck bei veränderlichem Lufttrichterquerschnitt im Zusammenwirken mit einem variablen Ringspalt an einer durch eine konische Nadel gesteuerten zylindrischen Düse. Der mit der konischen Nadel verbundene Schieber soll dafür sorgen, dass für alle Drehzahlen und Belastungen automatisch der richtige Lufttrichterquerschnitt am Düsensystem mit der dazu gehörenden Kraftstoffmenge freigegeben wird. Bei sehr geringen Luftdurchsätzen gelingt es jedoch nicht, eine exakte Kraftstoffzumessung zu erreichen, da sich unter dem Einfluss der Reibung Kolben oder Luftklappe bei gleicher Druckbeaufschlagung nicht immer in die gleiche Position stellen (Regelfehler). Auch ist es praktisch nicht möglich, die Nadel genau zentrisch zu führen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache und robuste Vorrichtung zu schaffen, mit der sich sowohl eine intensive Zerstäubung von füssigen und gasförmigen Teilchen als auch eine in allen Belastungsbereichen gleichbleibend störungsfreie Strömung hoher Geschwindigkeit herbeiführen lässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch, gelöst, dass einerseits im Venturirohr ein dessen Verengungsbereich durchsetzendes, axial verschiebbar gelagertes stromlinienförmiges Steuerorgan angeordnet und dass andererseits zwischen das Venturirohr und jede ein zum ' Zerstäuben vorgesehenes Medium führende Leitung ein aus mikroporös sem Material bestehender Körper geschaltet ist.

809847/0341

Mittels des erfindungsgemässen Steuerorgans lasst sich in vorteilhafter Weise In jeder beliebigen axialen Verschiebestellung ein symmetrischer Durchlassquerschnitt In Form eines Kreisringes herstellen, der sowohl im Einström- als auch im Ausströmkanal des Venturirohres eine ungestörte Strömung hervorruft. Somit sind unmittelbar an und - in Strömungsrichtung - hinter der Verengungsstelle des Venturirohres optimale Mischverhältnisse herbeigeführt, die gewährleisten, dass sich weder an der Wandung des Venturirohres noch an dem erfindungsgemässen Steuerorgan Gemischteilchen niederschlagen.

Der die Zerstäubung bewirkende mikroporöse Körper, der vorzugsweise aus gesintertem Material besteht, besitzt eine Vielzahl kleinster Poren. Diesen Körper muss das Gas-Flösslgkelts-, Gas-Gas- oder Flüssigkeit-Flüssigkeits-Gemisch passieren, ehe es in das Venturirohr eintritt. Bei diesem Durchgang wird das Gemisch einer optimalen Zerstäubung unterworfen, so dass es sich bei der an der Verengungsstelle im Venturirohr herrschenden hohen Strömungsgeschwindigkeit Bchnell und innig mit dem Hauptansaugstrom vermischt.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass der mikroporöse Körper das Venturirohr konzentrisch umschliesst; beispielsweise kann der Körper die Form eines Hohlkegelabschnittes besitzen. Dadurch ist erreicht, dass das zerstäubte Gemisch in allseitiger Verteilung gleichmässig in das Venturirohr einströmt.

Als besonders vorteilhaft ist es anzusehen, wenn erfindungsgemäss der mikroporöse Körper - in Strömungsrichtung gesehen - unmittelbar hinter der engsten Stelle des Venturirohres angeordnet ist. Bei dieser Anordnung gelangt nämlich das zerstäubte Gemisch genau an derjenigen Stelle in das Venturirohr, an welcher die Strömung ihre höchste Geschwindigkeit besitzt und somit ihre grösste Turbulenz entfaltet, so dass der Grad der Vermischung zwischen dem zerstäubten. Medium und dem Hauptansaugstrom das Optimum erreicht.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend des näheren erläutert. Die Zeichnung zeigt ein AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung im Längsschnitt.

809847/0341

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht aus einem Venturirohr 1 mit zwei trichterförmigen Innenräumen, nämlich einem Einströmkanal 2 und einem Ausströmkanal 3. Die Stelle mit dem engsten Durchlassquerschnitt des Venturirohres 1 ist mit 4 bezeichnet. Direkt unterhalb dieser engsten Stelle 4 befinden sich zwei durch eine isolierende Schicht 5 voneinander getrennte, aus mikroporösem Material, beispielsweise Sintermaterial, bestehende Körper 6 und 7. Diese beiden Körper 6 und 7 sind zylindrisch ausgebildet und besitzen dieselbe lichte Weite wie der Ausströmkanal 3 in diesem Bereich. Der Körper 6 ist mit einer Leitung θ und der Körper 7 mit einer Leitung 9 verbunden. Diese mit Druck oder Unterdruck betriebenen Leitungen 8 und 9 dienen zum Zuführen von -Flüssigen uTid gasförmigen Medien, die zuvor gegebenenfalls bereits gemischt, vordosiert und/ oder bis zu einem gewissen Grade zerstäubt worden sind.

Im Innenraum des Venturirohres 1 ist ein axial verschiebbar gelagertes stromlinienförmiges Steuerorgan 10 angeordnet. Mittels dieses Steuerorgans 10 lässt sich der Durchlassquerschnitt an der engsten Stelle 4 des Venturirohres 1 stufenlos auf die jeweils optimale Grosse einstellen. Dieses Steuerorgan 10 stellt aufgrund seiner Stromlinienform sowie seiner zentrischen Anordnung im Venturirohr 1 in jeder beliebigen axialen Verschiebestellung sicher, dass der in Richtung des Pfeiles X dem Venturirohr 1 zugeführte Hauptansaugstrom das Venturirohr 1 überall und somit auch in dem kritischen Bereich der Verengungsstelle 4 ungestört sowie in symmetrischer Verteilung passiert. Dieser als optimal anzusehende Strömungsverlauf führt dazu, dass sich der Hauptansaugstrom beim Vorbeistreichen an den Innenwänden der mikroporösen Körper 6 und mit den dort in feinster Zerstäubung austretenden Medien in hochgradiger Verteilung innig vermischt und durch den Ausströmkanal 3 ungestört fortbewegt.

809847/0341

Claims

Patentansprüche:

1. !Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, beispielsweise \—-^flüssigen Brennstoffen, sowie zum Mischen von Gasen mit einem den Hauptansaugstrom aufnehmenden Venturirohr und mindestens einer in dieses mündenden Leitung zum Zuführen einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Gemisches von Flüssigkeiten und/oder Gasen,

dadurch gekennzeichnet, dass im Venturirohr C1) ein dessen Verengungsbereich durchsetzendes, axial verschiebbar gelagertes stromlinienförmiges Steuerorgan (10] angeordnet ist.

2. Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeitsn, beispielsweise flüssigen Brennstoffen, sowie zum Mischen von Gasen mit einem den Hauptansaugstrom aufnehmenden Venturirohr und mindestens, einer in dieses mündenden Leitung zum Zuführen einer Flüssigkeit, eines Gases oder eines Gemisches von Flüssigkeiten und/oder Gasen,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen das Venturirohr CI) und jede ein zum Zerstäuben vorgesehenes Medium führende Leitung [8,9) ein aus mikroporösem Material bestehender Körper CB, 7) geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper [6,71 eus Sintermaterial besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Körper C6,7) das Venturirohr C1) konzentrisch umschliesst.

—· 2 ~

HU98A7/03U

OFUGINAL INSPECTHD

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (6,7) am Ausströrnkanal (3) des Venturirohres (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper [6,7) - in Strömungsrichtung gesehen unmittelbar hinter der engsten Stelle (4) des Venturirohres (1) angeordnet ist.

809847/0341