DE2722226C2

DE2722226C2 - Vorrichtung zum Zerstäuben von Flüssigkeiten und zum Mischen von Gasen

Info

Publication number: DE2722226C2
Application number: DE2722226A
Authority: DE
Inventors: Herbert 5090 Leverkusen Kabisch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1982-08-19
Also published as: IT7823247A0; FR2391368A1; JPS5416030A; DE2722226A1; IT1095128B; GB1600802A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermischen von Flüssigkeiten mit Gasen und von Gasen mit Gasen, insbesondere von Kraftstoff in Ladeluft, bei der Mittel vorgesehen sind, um im Bereich der engsten Stelle eines den Hauptgasstrom führenden Venturirohres die diesem Gasstrom beizumischende Flüssigkeit oder das beizumischende Gas zuzuführen und bei dem koaxial beweglich in diesem Venturirohr ein stromlinienförmiges Steuerorgan angeordnet ist, um den Hauptgasstrom im Bereich der engsten Stelle des Venturirohres in seinem Querschnitt zu regeln.

Solche Vorrichtungen haben den Zweck eine möglichst gleichmäßige und durchgehende Vermischung des beizumischenden Gases oder der Flüssigkeit im Hauptgasstrom zu erreichen, wobei die Flüssigkeit wenigstens ein feines Aerosol bilden soll. Sie finden vor allem als Vergaser von Kraftstoff bei Verbrennungsmotoren Verwendung.

In FR-PS 6 67 172 ist ein Vergaser beschrieben, bei dem der Ansaugkanal einen als Venturirohr ausgebildeten Abschnitt aufweist. In diesem ist an einer axial verschiebbaren Halterung ein spindelförmiger in Strömungsrichtung spitz zulaufender Verstellkörper angeordnet, mit dem das Venturirohr abgeschlossen oder durch Zurückziehen dieses Verstellkörpers zu einem ringförmigen Kanal geöffnet werden kann. Die Wandung des Venturirohres und die des Verstellkörpers bilden dann eine ringförmige Venturidüse, im Bereich der größten Verengung des Ansaugkanales ist in seinem Mantel ein Ringraum vorgesehen, über den die Kreitstoffzuführung erfolgt. Von diesem Ringraum führt eine Mehrzahl von Düsen im Bereich des engsten Querschnitts der Venturidüse in den Ansaugkanal. Der Kraftstoff wird über diese Düsen in den Hauptluftstrom

ίο eingespritzt, und erreicht in den Düsenmündungen seine höchste Geschwindigkeit Der Kraftstoff wird dem zufolge bei Austritt aus den Düsen in feine Tröpfchen zerrissen und von jeder Düsenmündung weg in Schlieren oder Fahnen im Hauptluftstrom mitgeführt

Eine vollständige Vermischung der Kraftstoff tröpfchen mit der Ladeluft kann dadurch jedoch nicht herbeigeführt werden, da infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit die seitliche Ausbreitung der von den Düsenmündungen fortgerissenen Kraftstofftröpfchen nur gering sein kann. Auch gelingt es nicht mit dieser Anordnung, die Tröpfchen bis zu dem erwünschten Grad der Verdampfung oder Verdunstung aufzulösen, die Voraussetzung für eine vollständige Verbrennung wäre, und ein Niederschlag der Tröpfchen an den Arbeitswandungen der Maschine ist unvermeidbar.

Mit dem Vorschlag der GB-PS 3 10 316 wird versucht, diesen Nachteil zu vermeiden, indem ein Teil der Verbrennungsluft zusammen mit dem zuzuführenden Kraftstoff durch einen porösen Körper geleitet wird, der mit einer ebenen quer zur Strömungsrichtung liegenden Austrittfläche in den Hauptluftstrom mündet Der Ansaugkanal bildet auch hier ein Venturirohr, in dessen sich verjüngendem Zuströmteil der poröse Körper in einem zylindrischen Mantel konzentrisch so angeordnet ist, daß die Austrittsöffnung des porösen Körpers im Bereich des engsten Querschnittes des V,enturirohres liegt.

Das Durchpressen des Kraftstoffes durch den porösen Körper mit Hilfe eines Teiles der Ladeluft ergibt durch weilgehende Verdunstung des Kraftstoffes eine bessere Vermischung mit der Luft. Stromab der Mündungsfläche des porösen Körpers, die eine erhebliche Ausdehnung aufweist, entsteht ein Sograum, der sich mit Kraftstoffnebel füllt, der sich in Strömungsrichtung gesehen verjüngt, so daß keine wirkliche Verteilung des Kraftstoffs in den Hauptluftstrom eintreten kann. Auch ist eine Verstellung des Durchströmquerschnittes durch das Venturirohr nicht möglich. Da die Mengenregelung der Ladung durch die in Strömungsrichtung des Hauptluftstromes nachfolgende Drosselklappe erfolgen muß, ist die Strömungsgeschwindigkeit an der engsten Stelle des Venturirohres sehr unterschiedlich, was eine gleichmäßige Kraftstoffbeimischung zusätzlich erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zur Beimischung von Gas oder Flüssigkeit zu einem Gasstrom so zu verbessern, daß im Durchfluß innerhalb eines kurzen Strömungsabschnitts eine vollständige über den ganzen Querschnitt des Gasstromes gleichmäßig verteilte Vermischung des zugesetzten Gases bzw. der zugesetzten Flüssigkeit eintritt und daß die zugesetzte Flüssigkeit beim Eindringen in den Gasstrom bereits weitgehend verdampft oder verdunstet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Venturirohr aus zwei Kegelstümpfen gebildet ist, die mit ihren engen Enden unter Bildung einer Kante aufeinanderstoßen, daß die Zuführung der dem Haupt-

gasstrom beizumischenden Flüssigkeit oder des beizumischenden Gases unmittelbar nach der engsten Stelle des Venturirohres erfolgt, und daß die Mittel zur Zuführung der beizumischenden Flüssigkeit oder des beizumischenden Gases wenigstens ein zum Venturirohr koaxialer Ring aus porösem Material sind. Des weiteren können Mittel vorgesehen sein, mit denen der dem Hauptgasstrom beizumischenden Flüssigkeit oder dem beizumischenden Gas vor Eintritt in den koaxia'en Ring aus porösem Material in an sich bekannter Weise Gas beigemischt wird. Der koaxiale Ring kann aus Sintermaterial bestehen. Für jedes dem Hauptgasstrom beizumischende Gas oder für jede dem Hauptgasstrom beizumischende Flüssigkeit kann eine gesonderte und gegenüber dem anderen Ring isolierte Schicht vorgesehen sein.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Venturirohr 1 mit zwei trichterförmigen Teilkanälen, nämlich einem Einströmkanal 2 und einem Ausströmkanal 3. Die Stelle mit dem engsten Durchlaßquerschnitt des Venturirohres 1 ist mit 4 bezeichnet Unmittelbar stromab dieser engsten Stelle 4 befinden sich zwei durch eine isolierende Schicht 5 voneinander getrennte, aus mikroporösem Material, z. B. Sintermaterial, bestehende Körper 6 und 7. Diese beiden Körper 6 und 7 aus z. B. Sintermaterial sind zylindrisch ausgebildet und besitzen eine lichte Weite entsprechend dem Querschnitt des stromlinienförmigen Steuerorgans 10. Der Körper 6 ist mit einer Leitung S und der Körper 7 mit einer Leitung 9 verbunden. Diese mit Druck oder Unterdruck betriebenen Leitungen 8 und 9 dienen zum Zuführen von flüssigen oder gasförmigen Medien, die zuvor gegebenenfalls bereits gemischt, vordosier; und/oder bis zu einem gewissen Grad zerstäubt worden sind.

Im Bereich des Venturirohres 1 ist ein axial verschiebbar gelagertes stromlinienförmiges Steueror gan 10 angeordnet. Mittels dieses Steuerorgans 10 läßt sich der freie Strömungsquerschnitt stufenlos auf die jeweils optimale Größe einstellen. Dieses Steuerorgan 10 stellt aufgrund seiner Stromlinienform sowie seiner zemrischen 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 ungestört sowie in symetrischer Verteilung passiert. Dieser als optimal anzusehende Strömungsverlauf führt dazu, daß sich der Hauptansaugstrom beim Vorbeistreichen an den Innenwänden der mikroporösen Körper 6 und 7 mit den dort in feinster Zerstäubung austretenden Medien homogen vermischt und durch den Ausströmkanal 3 des Venturirohres 1 in den Ansaugkanal des Motors gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Vermischen von Flüssigkeiten mit Gasen und von Gasen mit Gasen, insbesondere von Kraftstoff in Ladeluft, bei der Mittel vorgesehen sind, um im Bereich der engsten Stelle eines den Hauptgasstrom führenden Venturirohres die diesem Gasstrom beizumischende Flüssigkeit oder das beizumischende Gas zuzuführen und bei dem koaxial beweglich in diesem Venturirohr ein stromlinienförmiges Steuerorgan angeordnet ist, um den Hauptgasstrom im Bereich der engsten Steile des Venturirohres in seinem Querschnitt zu regeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Venturirohr aus zwei Kegelstümpfen (2, 3) gebildet ist, die mit ihren engen Enden unter Bildung einer Kante aufeinanderstoßen, daß die Zuführung der dem Hauptgasitrom beizumischenden Flüssigkeit oder des beizumischenden Gases unmittelbar nach der engsten Stelle des Venturirohres erfolgt, und daß die Mittel zur Zuführung der beizumischenden Flüssigkeit oder des beizumischenden Gases wenigstens ein zum Venturirohr koaxialer Ring (6, 7) aus porösem Material sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mit denen der dem Hauptgasstrom beizumischenden Flüssigkeit oder dem beizumischenden Gas vor Eintritt in den koaxialen Ring (6,7) aus porösem Material in an sich bekannter Weise Gas beigemischt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der koaxiale Ring (6, 7) aus Sintermaterial besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede den Hauptgassttrom beizumischende Flüssigkeit oder jedes dem Hauptgasstrom beizumischende Gas eine gesonderte und gegenüber dem oder den anderen Ringen (6, 7) isolierte Schicht (5) vorgesehen ist.