DE2753678A1

DE2753678A1 - Luftunterstuetzter brennstoffzerstaeuber

Info

Publication number: DE2753678A1
Application number: DE19772753678
Authority: DE
Inventors: Endre A Mayer
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1978-06-22
Also published as: CA1081065A; JPS5372923A; US4159703A; FR2373749A1; IT1089128B; GB1547353A; ES464861A1; SE7714030L; AU3103977A

Description

Luftunterstützter Brennstoffzerstäuber

Die Erfindung betrifft Zerstäuber und ist insbesondere auf einen Brennstoffzerstäuber für ein elektronisch gesteuertes Einpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem für eine Verbrennungsroaschine gerichtet.

Die richtige Zerstäubung des Brennstoffes, bevor dieser in einer V/erbrennungskraftmaschine, einem Ofen oder einer anderen flüssigen Brennstoff verbrauchenden Vorrichtung verbrannt wird, wird als notwendig erachtet, um bei dem Verbrennungsvorgang einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen. Zur Verbesserung der Brennstoffzerstäubung ist bereits eine Vielzahl von Möglichkeiten ausprobiert worden. Diese betreffen die Verwirbelung des Brennstoffes, was aus den US-PSeη 1 206 978 und 3 477 647 bekanntgeworden ist. Alternativ dazu betreffen die US-PSen 2 719 056, 3 6Θ0 794 und 3 782 639 die Verwirbelung der Luft, um den gleichen Zweck zu erreichen. Aus den US-PSen 3 680 794 und 3 7Θ2 639 geht eine Verfahrensweise hervor, bei der die anfängliche Zerstäubung des Brennstoffes durch die düsenförmige Ausgestaltung eines Brennstoffeinspritzventils erreicht wird, das durch verwirbelte Lüfte unterstützt wird.

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Bei einem anderen bekannten Verfahren wird der Brennstoff durch eine Vielzahl von kleinen Öffnungen eingespritzt (US-PSen 1 081 228 und

2 382 151). Alternativ dazu kann der Brennstoff auch unter Verwendung eines geflanschten Zapfens in Radialrichtung dispergiert werden, wenn er aus einer Düse austritt, wie es aus den US-PSen 3 613 998 und

3 967 597 hervorgeht. In der US-PS 2 557 514 ist eine Vorgehensweise beschrieben, bei der der eingespritzte Brennstoff gegen eine Dispersionsoberfläche gespritzt wird. Bei dieser Oberfläche kann es sich um eine starre Oberfläche handeln, wie in der US-PS 2 557 514 beschrieben, oder es kann eine mit Ultraschallfrequenz vibrierende Oberfläche sein, wie ebenfalls bekannt ist. Darüber hinaus ist es sogar bekanntgeworden, Ultraschallwellen selbst zur Zerstäubung der Brennstoffpartikel einzusetzen. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß mit den meisten der vorstehend beschriebenen Methoden eine mehr oder weniger gute Zerstäubung des Brennstoffes erreicht werden kann und daß diese Methoden zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen, wenn sie in Verbindung mit einer kontinuierlichen Brennstoffzufuhr eingesetzt werden. Mit dem Auftreten von modernen BrennstoffSteuersystemen auf elektronischer, mechanischer, hydraulischer Basis oder Abwandlungen davon, bei denen Elektronenrechner zum Einsatz kommen, wurde jedoch festgestellt, daß es vorteilhafter und nützlicher ist, den von der Maschine benötigten Brennstoff impulsweise und nicht in Form eines kontinuierlichen Stromes zu errechnen und dieser zuzuführen. Diese Brennstoffimpulse werden normalerweise synchron zu der Öffnung der einzelnen Einlaßventile

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des Motors erzeugt. Bei einem üblichen Mehrpunkt-Einspritzsystem, das ein Einspritzventil für jeden Zylinder umfaßt, öffnet sich jedes Ventil nur einmal während zweier Umdrehungen der Maschine. Bei einem Einpunkt-Einspritzsystem, bei dem nur ein Einspritzventil vorhanden ist, steigt jedoch die Betriebsfrequenz des einzigen Einspritzventils proportional zur Anzahl der vorhandenen Zylinder an. Normalerweise ist die Betriebsfrequenz eines Einspritzventils in einem Einpunkt-Einspritzsystem um einen Faktor von 2 bis 4 größer als die Betriebsfrequenz der Einspritzventile in einem Mehrpunkt-Einspritzsystem. Die Lebenserwartung in Fahrzeugkilometern eines Einspritzventils eines Einpunkt-Einspritzsystems betrögt daher nur die Hälfte bis zu einem Viertel der Lebenserwartung des gleichen Ventils in einem Mehrpunkt-Einspritzsystem. Ein anderer Punkt, der berücksichtigt werden muß, ist die Gleichmäßigkeit der Brennstoffzufuhr bei niedrigen Motordrehzahlen. Bei einem einzigen Einspritzventil wird der Brennstoff von einem von den Einlaßöffnungen des Motors entfernten Ort geliefert, und der Luftstrom ist infolge der Zusammendrückbarkeit der Luft im Verteiler am Einspritzpunkt relativ kontinuierlich. Bei niedrigen Motordrehzahlen sind die Brennstoffimpulse relativ kurz, wobei zwischen den einzelnen Impulsen eine viel längere Zeit vorhanden ist. Im Leerlauf betrögt das Verhältnis der Zwischenzeiten zu den Einspritzzeiten etwa 10 : 1. Der intermittierend eingespritzte Brennstoff führt daher zu einem nicht einheitlichen, geschichteten

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Brennstoff-Luft-Gemisch, das der Maschine zugeführt wird. Bei hohen Drehzahlen nimmt der Brennstoffbedarf des Motors zu, und die Einspritzimpulse werden viel langer, so daß als Folge davon die Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Einspritzimpulsen für das korrekte Offnen und Schließen des Einspritzventils unzureichend werden und die tatsächliche Brennstoffzufuhr nicht mehr dem errechneten Wert entspricht. Aus dem vorstehend beschriebenen Grund sowie der geringeren Lebenserwartung des Einspritzventils sind Einpunkt-Einspritzsysteme für die Automobilindustrie nur wenig interessant.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber für ein Einpunkt-Einspritzsystem eines Verbrennungsmotors, bei dem die Nachteile des Standes der Technik beseitigt sind. Das zugehörige Regelventil für die Brennstoffzufuhr kann Brennstoff auf kontinuierlicher oder intermittierender Basis liefern und kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt werden, wie in der bevorzugten Ausführungsform gezeigt.

Die Erfindung betrifft einen mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber, der direkt einsetzbar ist in einem Einpunkt-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor. Der Zerstäuber erzeugt nicht nur einen feinen, gleichmäßigen Brennstoffnebel, sondern streckt darüber hinaus auch die Zeit der Brennstoffzufuhr, so daß auch bei niedrigen Drehzahlen die Brennstoffzufuhr in wirksamer Weise kontinuierlich abläuft und damit das der Maschine zugeführte Brennstoff-Luft-Gemisch signifikant

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verbessert wird. Die Streckung der Brennstoffzufuhr hat darüber hinaus bei hohen Drehzahlen den Vorteil, daß die Notwendigkeit der Zulieferung des Brennstoffes in der gleichen Frequenz wie der der Zündimpulse ausgeschaltet wird. Ein einziger Einspritzimpuls kann daher zwei oder mehr Zündimpulse überdecken, wodurch die Betriebsfrequenz des Brennstoffregelventils in signifikanter Weise erniedrigt und die Lebenserwartung des Ventils um einen Faktor von 2 oder mehr erhöht wird.

Der mit Luftunterstützung arbeitende Brennstoffzerstäuber umfaßt ein Gehäuse, das eine innere Luftkammer aufweist, der Luft aus dem Primärluftkanal einer Drossel oberhalb der Drosselklappe, die den Luftstrom durch die Drossel reguliert, zugeführt wird, wobei eine kreisförmige Brennstoffverwirbelungskammer den Brennstoff aufnimmt, der durch ein Brennstoffregelventil tangential zur inneren Oberfläche der Kammer in diese eingespritzt wird, so daß darin ein Brennstoffring gebildet wird, eine Öffnung den Luftstrom durch den Zerstäuber drosselt und eine Auslaßöffnung das vergaste Brennstoff-Luft-Gemisch zu dem Primärluftkanal abstromseitig von der Drosselklappe zurückführt.

Ziel der Erfindung ist es, einen mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber zu schaffen, mit dem sich ein gleichmäßig verteiltes Brennstoff-Luft-Gemisch für einen Verbrennungsmotor herstellen läßt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber vorzusehen, der die Zeit für die

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Brennstoffzufuhr einer intermittierend arbeitenden Brennstoffeingabe streckt, um auf diese Weise bei niedrigen Motordrehzahlen eine wirksame kontinuierliche Brennstoffzufuhr zu ermöglichen.

Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, einen mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber zu schaffen, der die Zeit für die Brennstoffzufuhr einer intermittierend arbeitenden Brennstoffeingabe derart streckt, daß bei hohen Motordrehzahlen ein einziger Impuls zwei oder mehr Zündimpulse überdecken kann und dadurch die Betriebsfrequenz des Brennstoffregelventils beträchtlich erniedrigt und dessen Lebenserwartung in Fahrzeugkilometern erhöht wird.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Drosseleinheit, die den mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäuber verkörpert;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Einheit entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform des mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäubers j

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Fig. 4 einen Uuerschnitt durch eine weitere Ausführungsform des mit Luftunterstützung arbeitenden BrennstoffZerstäubers j und

Fig. 5 die Verwendung des mit Luftunterstützung arbeitenden Brennstoffzerstäubers in einem mit Druckluft arbeitenden Ofen.

Wendet man sich nunmehr Fig. 1 zu, so erkennt man den mit 10 gekennzeichneten Verteiler einer Verbrennungskraftmaschine, der ein Gemisch aus zerstäubtem Brennstoff und Luft den Einlaßöffnungen der einzelnen Zylinder zuleitet. Eine Drosseleinheit 12 ist mittels Befestigungselementen, wie beispielsweise Schraubenbolzen 14, an dem Verteiler 10 befestigt. Eine Dichtung 16 sichert eine leckdichte Verbindung an der Berührungsstelle zwischen der Drosseleinheit 12 und dem Verteiler. Die Drosseleinheit 12 weist einen allgemein zylinderförmigen Primärluftkanal 18 auf, über den atmosphärische Luft, nachdem sie einen Filter (nicht gezeigt) passiert hat, in den Verteiler 10 geleitet wird. Darüber hinaus ist die Einheit mit einem Zerstäubergehäuse 20 versehen, das als sich von der Wand der Drosseleinheit in den mittleren Bereich des Kanals 1Θ erstreckender Vorsprung dargestellt ist. Im Kanal 1Θ ist über dem Zerstäubergehäuse 20 eine Drosselklappe 22 angeordnet, die den Luftstrom durch die Drosseleinheit reguliert. Die Drosselklappe wird entweder direkt über eine mechanische Verbindung, die als gestrichelte Linie 24 angedeutet ist, durch eine als Fußpedal 26 gezeigte Einrichtung oder indirekt über ein Servosystem betätigt, wie dem Fachmann bekant ist.

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Ein Brennstoffregelventil 28, das eine Ausgangsöffnung 30 aufweist, ist an der Drosseleinheit 12 befestigt. Das Brennstoffregelventil 2B kann in die Drosseleinheit eingeschraubt sein, wie gezeigt, oder daran auf andere Weise befestigt sein. Das Brennstoffregelventil erhält Brennstoff über eine Brennstoffleitung 34 von einer Druckquelle (nicht gezeigt). Diese Druckquelle kann einen Brennstofftank, eine Brennstoffpumpe und ein Druckregelsystem umfassen, wie es bei den meisten Verbrennungskraftmaschinen Verwendung findet.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird das Brennstoffregelventil über Signale elektrisch betätigt, die von einer elektronischen Steuereinheit 36 erzeugt werden. Diese Signale weisen eine Zeitdauer auf, die in Ansprache auf die Betriebsparameter der Maschine den Brennstoffbedarf derselben anzeigen. Die elektronische Steuereinheit kann Signale erzeugen, die den Kraftstoffbedarf von zwei oder mehreren Zylindern angeben, wie dem Fachmann bekannt.

Das Brennstoffregelventil spritzt den Brennstoff in einen in Fig. 2 gezeigten Brennstoffkanal 3Θ, der die Auslaßöffnung 30 des Brennstoffregelventils mit einer Brennstoffverwirbelungskammer verbindet, die als im Zerstäubergehäuse 20 ausgebildete, sich allgemein koaxial zu dem Kanal 18 erstreckende Ausnehmung dargestellt ist. Das Brennstoffregelventil 28 und der Brennstoffkanal 38 sind in Fig. 1 aus darstellerischen Gründen nicht in der richtigen Position gezeigt und

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sind tatsächlich von der Achse der Ausnehmung 40 seitlich versetzt angeordnet, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Von der Auslaßöffnung 30 strömt der Brennstoff durch eine Dichtung 32 in den Brennstoffkanal 36, so daß auf diese Weise ein Lecken des Brennstoffs an die Außenseite der Drosseleinheit über den Gewindeabschnitt vermieden wird. Der Brennstoffkanal 3Θ, der von der Achse der Ausnehmung 40 seitlich versetzt angeordnet ist, unterbricht den durch die Ausnehmung 40 gebildeten Hohlraum vorzugsweise tangential zu dessen Innenfloche. Über der Ausnehmung 40 ist innerhalb des ZerstMubergehäuses 20 eine zylindrische Kammer 42 ausgeformt, die mit dem Kanal 18 durch die Drosseleinheit an einem Punkt oberhalb der Drosselklappe 22 über einen Luftkanal 44 in Verbindung steht. Vorzugsweise ist der Luftkanal 44 von der Achse der Kammer 42 versetzt angeordnet, so daß die aus dem Kanal 44 in die Kammer eindringende Luft verwirbelt wird. Der mit Luftunterstützung arbeitende Zerstäuber funktioniert jedoch auch ir zufriedenstellender Weise, wenn die Luft in die Kammer 42 in Axialrichtung eindringt.

Zwischen der Kammer 42 und der Ausnehmung 40 ist eine Lochplatte 46 angeordnet, die eine Axialöffnung 48 aufweist und den Luftstrom von der Kammer 42 regelt. Die Auslaßöffnung 50 des Zerstäubers besitzt die Form eines Kegelstumpfes, dessen kleineres Ende in die Ausnehmung einschneidet. Der Durchmesser der Auslaßöffnung ist an der Stelle, an der sie in die Ausnehmung 40 einschneidet, geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung 40, so daß eine kleine Lippe gebildet wird, die für einen Moment den tangential eingespritzten Brennstoff in der

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Ausnehmung 40 hält, so daß sich dieser gleichmäßig über die Innenfläche der Ausnehmung verteilt·

Der mit Luftunterstützung arbeitende Brennstoffzerstäuber funktioniert folgendermaßen: Dem Einlaßende des Kanals 44 wird Luft unter Atmosphärendruck von einer Stelle in der Drosseleinheit über der Drosselklappe zugeführt. Wenn die Drosselklappe 22 geschlossen ist und der Motor läuft, liegt der Druck im Verteiler 10 beträchtlich unter dem Luftdruck in der Drosseleinheit 12 über der geschlossenen Drosselklappe Dabei strömt Luft durch den Kanal 44, die Kammer 42, die Öffnung 48 der Lochplatte 46, an der Ausnehmung 40 vorbei und in den Verteiler durch die Auslaßöffnung 50. Im Leerlauf des Motors kann der Luftstrom durch diese Ableitung 80% des Luftstromes im Motorleerlauf betragen. Wenn die Drosselklappe 22 teilweise oder vollständig geöffnet ist, wird an der Auslaßöffnung 50 des Brennstoffzerstäubers noch ein geringerer Druck erzeugt, so daß Luft in der vorstahend beschriebenen Weise weiter durch den Kanal 44 strömt und auf diese Weise immer ein angemessener Luftstrom durch den Zerstäuber gesichert wird.

Der von dem Brennstoffregelventil 28 infolge dessen Aktivierung durch die elektronische Steuereinheit 36 abgegebene Brennstoff strömt in die Ausnehmung 40 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit ein und bildet innerhalb der Ausnehmung einen Brennstoffring· Durch die kreisförmige Bewegung des innerhalb der Ausnehmung 40 befindlichen Brennstoffs verteilt sich dieser als dünner Film über die Innenfläche der Ausnehmung. Dieser dünne Brennstoffilm wird allmählich durch den aus

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der Öffnung 48 kommenden Luftstrom weggetragen und geht in einen feineren Nebel auf als bei den herkömmlichen Zerstäubern. Durch die Zeit, über die der Brennstoff in der Ausnehmung verbleibt, wird auch die Zeit der Brennstoffzufuhr in signifikanter Weise ausgedehnt, so daß auf diese Weise die Betriebsfrequenz des Brennstoffregelventils bei hohen Motordrehzahlen um einen größeren Faktor als 2 verringert und somit die Lebenserwartung des Brennstoffregelventüs in Fahrzeugkilometern erhöht werden kann.

Eine andere Ausführungsform des verbesserten Zerstäubers ist in Fig. dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind ein Zerstäubergehäuse und ein Tragarm 54 mittels eines oder mehrerer Befestigungselemente, als Schraubenbolzen 56 dargestellt, an der Wand der Drosseleinheit befestigt. Die Ausrichtung des Zerstäubergehäuses 52 und des Tragarmes 54 in bezug auf die entsprechenden Passöffnungen in der Drosseleinheit 12 kann in bekannter Weise durch einen oder mehrere Stifte 58 erreicht werden. Das Zerstäubergehäuse 52 weist einen Vorsprung 60 auf, der durch eine Öffnung in der Wand der Drosseleinheit 12 in einen an den Vorsprung angepaßten, im Tragarm 54 ausgebildeten Hohlraum vorsteht. Dieser Vorsprung kann ein einstückig mit dem Zerstäuber ausgebildetes Teil sein, wie gezeigt, oder eine eingepreßte Buchse. Konzentrisch zu dem Vorsprung 60 ist ein Brennstoffkanal 62 angeordnet, der von der Vorderseite des Vorsprungs zu einer Brennstoffverwirbelungskammer 64 führt, die in einer ähnlichen Weise funktioniert wie die in Fig. 1 dargestellte und beschriebene Ausnehmung 40. Der Brennstoffkanal 62

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läuft in die Brennstaffverwirbelungskammer 64 tangential zu deren Innenfläche ein, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Eine mittig angeordnete üffnung 66, die in einer im Zerstäubergehäuse 52 montierten Lochplatte 6S angeordnet ist, verbindet die Brennstoffverwirbelungskammer 64 mit einer Auslaßöffnung 70, die einen beträchtlich größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung Bei dieser Ausführungsform besitzt die obere Fläche der Lochplatte 6Θ eine allgemein konkave parabolische Gestalt und geht in die daran angepaßte Oberfläche der Verwirbelungskammer über, wie gezeigt ist, so daß die Verwirbelung des Brennstoffes über die parabolische Fläche fortgeführt wird, wenn sich dieser der üffnung 66 nähert. Das gegenüberliegende Ende der Brennstoffkammer 64 ist an eine zylindrische Kammer 72 angeschlossen, die oberhalb der Brennstoffverwirbelungskammer 64 angeordnet ist. Ein Luftkanal 76 verbindet die zylindrische Kammer über eine Üffnung Θ0 in der Wand der Drosseleinheit 12 mit einem passend ausgebildeten Kanal 7B im Tragarm 54. Das andere Ende des Kanals 78 ist an eine Leitung 82 angeschlossen, deren anderes Ende an den Primärluftkanal 18 der Drosseleinheit 12 oberhalb des Ventils 22 angeschlossen ist, wie der Kanal 44 in Fig. 1. Der Kanal 76 läuft in die Kammer 72 tangential zu deren Innenfläche ein, so daß aus dem Kanal 76 eindringende Luft darin verwirbelt wird. Als Alternative dazu kann die Luft jedoch auch in Axialrichtung in die Kammer 72 eindringen, wie vorstehend erläutert wurde.

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Der Tragarm 54 ist zur Aufnahme des Brennstoffregelventils 28 mit einer Gewindebohrung 84 versehen, so daß dessen Auslaßöffnung 30 zu dem Kanal 62 ausgerichtet ist. Eine Dichtung B6 sorgt für eine leckdichte Verbindung zwischen dem Brennstoffregelventil 28 und dem Vorsprung 60.

Diese alternative Ausführungsform des Zerstäubers funktioniert folgendermaßen: Luft von oberhalb der Drosselklappe dringt in die Kammer 72 durch den Kanal 76 ein, strömt durch die Brennstoffverwirbelungskammer 64, die Öffnung 66 und aus der Auslaßöffnung 70 heraus. Der von den Brennstoffregelventil 28 abgegebene Brennstoff dringt in die Brennstoffverwirbelungskammer 64 durch den Kanal 62 ein. Durch die relativ hohe Geschwindigkeit des in die Kammer 64 von dem Einspritzventil eindringenden Brennstoffs entwickelt sich innerhalb der Brennstoffverwirbelungskammer 64 ein dünner Brennstoffring, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Infolge der Schwerkraft und des durch die Brennstoffverwirbelungskammer 64 geführten Luftstroms verbreitet sich der dünne Brennstoffilm auch über die parabolische Fläche der Platte 68, so daß auf diese Weise die Oberfläche des gebildeten Brennstoffringes weiter erhöht wird. Der verwirbelte Brennstoff wird danach durch den Luftstrom weggeführt und bildet einen feinen Nebel konischer Gestalt, der feinere Brennstoffpartikel aufweist als die mit herkömmlichen Zerstäubern erhaltenen Partikel. Wie in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform beschrieben,

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wird durch die Zeit, über die der Brennstoff in der Verwirbelungskammer verbleibt, die Zeit der Brennstoffzufuhr in signifikanter Weise erhöht, so daß die Betriebsfrequenz des Brennstoffregelventils bei hohen Motordrehzahlen erniedrigt wird, wodurch r.icht nur die Brennstoffverteilung, sondern auch die Lebenserwartung des Drennstoffregelventils in Fahrzeugkilometern verbessert wird. Der Winkel des konisch ausgebildeten Brennstoffnebels kann in gewissem Ausmaß durch den durch den Zerstäuber geleiteten Luftstrom reguliert werden. Wenn die Luft in die Kammer 72 in Axialrichtung eindringt, ist dieser Winkel minimal, wenn die Luft jedoch tangential zur Kammer 72 eindringt, wird sie auch verwirbelt, so daß sich der Winkel erhöht.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des mit Luftunterstützung arbeitenden Zerstäubers gezeigt. Diese Ausführungsform ist der in Fig. 3 dargestellten ähnlich, besitzt jedoch keine parabolisch gestaltete Lochplatte, sondern statt dessen eine Verwirbelungsplatte 86·, die mit einer Vielzahl von winklig angeordneten Lamellen versehen ist, um den Verwirbelungseffekt der von dem Hohlraum 72 kommenden Luft weiter zu verbessern. Bei dieser Ausführungsform ist des weiteren ein Rohr 88 gezeigt, das die Auslaßöffnung des Brennstoffregelventils 28 mit der Brennstoffverwirbelungskammer 64 verbindet. Das Rohr 88 ist an seinem Auslaßende rechtwinklig umgebogen, so daß der Brennstoff in die Kammer tangential zu deren Außenfläche eingespritzt wird. Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform funktioniert in ähnlicher Weise wie die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform.

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Der mit Luftunterstützung arbeitende Zerstäuber kann auch bei anderen Brennstoff verbrauchenden Vorrichtungen Verwendung finden, wie in Fig. dargestellt ist. Einem mit Druckluft arbeitenden Ofen 90 wird Luft von einer Druckquelle, wie einem Gebläse 92, über eine Leitung 94 zugeführt. Eine variierbare Öffnung 96 reguliert den Luftstrom durch die Leitung Diese variierbare Uffnung kann eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise aus zwei konzentrischen Scheibensektoren 98 und 10U üostehen, die zum Variieren des geöffneten und geschlossenen Bereichs relativ zueinander verdreht werden können.

Ein Zerstäubergehäuse 52, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist innerhalb der Leitung 94 stromab von der variierbaren Öffnung 96 angeordnet. Mittels einer Sekundärluftleitung 102, die Druckluft aus der Leitung 94 von einer Stelle oberhalb der variierbaren Öffnung 96 erhält, wird Luft dem Zerstäubergehäuse 52 zugeführt. Brennstoff aus einer unter Druck stehenden Brennstoffquelle (nicht gezeigt) wird über eine Brennstoffleitung 104, ein Regelventil 106 und eine Verbindungsleitung 108 in das Zerstäubergehäuse 52 eingeleitet. Am Ende der Leitung 94 kann innerhalb des Ofens 90 eine Flammenbarriere, beispielsweise ein Maschensieb 110, angeordnet werden, damit die Flammen nicht in die Leitung 94 zurückschlagen können.

Die Betriebsweise des mit Luftunterstützung arbeitenden Zerstäubers ist in diesem Anwendungsfall im wesentlichen die gleiche wie in Verbindung mit den Fig. 1-4 beschrieben.

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Claims

THE BENDIX CORPORATION Executive Offices Bendix Center Southfield, Michigan 48075 /USA M-4439 30. November 197? Patentansprüche

1.) Mit Luftunterstützung arbeitender Brennstoffzerstäuber für eine flüssigen Brennstoff verbrauchende Vorrichtung mit einem ein Druckdifferential aufweisenden Primärluftkanal, über den ein Luftstrom der Vorrichtung zuführbar ist und der eine Drosseleinrichtung zur Mengenregulierung der hindurchströmenden Luft aufweist, einem Zerstäubergehäuse, das mittig innerhalb des Primärluftkanals stromab von der Drosseleinrichtung angeordnet ist, und einer Brennstoffzufuhreinrichtung, mittels der eine vorgegebene Brennstoffmenge unter Druck einer Auslaßöffnung zuführbar ist, gekennzeichnet durch einen Sekundärluftkanal (44,82,102), dessen einem Ende Luft zugeführt wird, die einen größeren Druck aufweist als der Druck am Ende des Primärluftkanals (12,94), der mit der Vorrichtung (10,90) zum Zuführen von Luft an das Zerstäubergehäuse (52) verbunden ist, eine Öffnung (48,66), die in dem Zerstäubergehäuse (52) zur Drosselung des von dem Sekundärluftkanal (44,82,102) durch das Zerstäubergehäuse (52) geführten Luftstromes angeordnet ist, eine

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Brennstoffverwirbelungskammer (40,64), die benachbart zu der Öffnung (48,66) und konzentrisch damit innerhalb des Zerstäubergehäuses (52) angeordnet ist und eine Innenfläche aufweist,
und einen Brennstoffkanal (38,62,86), der die Auslaßöffnung (30) der Brennstoffzufuhreinrichtung (28,106) mit der Brennstoffverwirbelungskammer (40,64) verbindet und über den der Brennstoff in die Brennstoffverwirbelungskammer (40,64) tangential zu deren Innenfläche eingespritzt wird, so daß darin ein Brennstoffring gebildet wird.

2. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (48) zwischen der Brennstoffverwirbelungskammer (40) und dem Sekundärluftkanal (44) angeordnet ist.

3. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubergehäuse (52) ferner eine Iuftkammer (42,72) umfaßt, die eine zylindrische Innenfläche konzentrisch zu der Öffnung (48,66) aufweist und der Luft von dem Sekundärluftkanal (44,82) tangential zu der zylindrischen Innenfläche
zugeführt wird.

4. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Zerstäubergehäuse (52) einstückig mit einer Drosseleinheit (12) ausgebildet ist und daß es sich bei dem Sekundärluftkanal (44,82) um einen innerhalb der Drosseleinheit (12) angeordneten

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Luftkanal handelt, der parallel zu dem Primärluftkanal (18) verläuft und eine Eingangsöffnung aufweist, die an einer Stelle oberhalb der Drosseleinrichtung in den Primärluftkanal (18) mündet.

5. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffkanal (38,62,88) radial gegenüber der Achse der Brennstoffverwirbelungskammer (40,64) versetzt ist.

6. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffkanal ein Rohr (88) umfaßt, dessen eines Ende an die Auslaßöffnung (30) der Brennstoffzufuhreinrichtung (28) angeschlossen ist und dessen Auslaßöffnung innerhalb der Brennstoffverwirbelungskammer (64) angeschlossen ist, wobei das Rohr (88) in der Nähe dieser Auslaßöffnung eine Krümmung aufweist, so daß auf diese Weise der Brennstoff tangential zur Innenfläche der Brennstoffverwirbelungskammer (64) eingespritzt werden kann.

7. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Brennstoffverwirbelungskammer um eine zylindrische Ausnehmung (40) handelt.

8. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffverwirbelungskammer (64) zwischen dem Sekundärluftkanal (bü) und der Öffnung (66) angeordnet ist.

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9. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch θ, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (66) eine konkave parabolische Oberfläche aufweist, die an die angrenzende Oberfläche der Brennstoffverwirbelungskammer (64) angepaßt ist.

10. Brennstoffzerstäuber nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Verwirbelungsplatte (86¹) aufweist, die mit einer Vielzahl von winklig angeordneten Lamellen versehen und zwischen der Luftkammer und der Brennstoffverwirbelungskammer (64) angeordnet ist, um eine Verwirbelung der die Luftkammer (72) verlassenden Luft zu verursachen.

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