DE3012630A1

DE3012630A1 - Durchflussvorrichtung und verfahren

Info

Publication number: DE3012630A1
Application number: DE19803012630
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ronald Armstrong
Original assignee: Dresser Investments; Dresser Inventments NV
Current assignee: Dresser Investments; Dresser Inventments NV
Priority date: 1979-04-11
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1980-10-16
Also published as: FR2454009B1; IT8048207A0; FR2454009A1; IT1126985B; DE3012630C2; CA1129280A; JPS55139588A; US4231971A; GB2047813B; GB2047813A

Description

Die Anmeldung hat Bezug zur Anmeldung Serial No. 9^7 699 vom 8. Dezember 1978 mit dem Titel "Durchflußvorrichtung und Verfahren", deren Gegenstand durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchflußvorrichtung und ein Verfahren, insbesondere auf eine Durchflußvorrichtung und ein Verfahren zum Senken der Austrittsgeschvrindigkeit eines gasförmigen Mediums beim Hindurchströmen durch die Vorrichtung durch Verschieben des Platzes des Auftretens der Stoßwelle aufströmseitig" von dem Platz, wo sie sonst auftreten würde, wenn das Dx-tickverhältnis an der Vorrichtung hoch ist.

Das am 11. Dezember 1973 erteilte US-Patent 3 778 Ο38 erläutert ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines gleichmäßigen brennbaren Gemisches aus Luft und kleinsten Tröpfchen flüssigen Brennstoffs zur Abgabe an den Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine. Diese Vorrichtung enthält eine Luftansaugzone in Verbindung mit einer Einschnürungszone veränderlicher Fläche .zum Einschnüren des Luftstroms, van seine Geschwindigkeit auf Schallgeschwindigkeit zti erhöhen. Der flüssige Brennstoff wird in den Lxiftstroiii eingeführtem» den Brennstoff sehr fein zu verteilen und ihn gleichmäßig als Tröpfchen in der durch die Einschnürungszone hindurchströmeiidou Luft mitzufuhxen. Abströmseitig von der Eins oluiüiamgs zone ist eine Viandstrukttir angeordnet, um ein« allmählich divergierende Zone zur.· wirksamen Rückgewinnung

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eines erheblichen Teils der kinetischen Energie des bei hoher Geschwindigkeit strömenden Luft- und Brennstoffgemisches als" statischen Druck vorzusehen. Eine derartige wirksame Umwandlung ermöglicht die Aufrechterhaltung von Luft und Brennstoff bei Schallgeschwindigkeit durch die Einschnürungszone über im wesentlichen den gesamten Betriebsbereich des Motors, welchem das Luft- und Brennstoffgemisch zugeführt wird.

¥ie in dem obigen US-Patent weiterhin, erläutert _} tritt bei Durchflußbedingungen, bei denen das Druckverhältnis an der Vorrichtung hoch ist, ein ÜberschalIstrom auf, und es entsteht infolgedessen abströmseitig von der Einschnürungszone eine Stoßwelle. Bei Zunahme dieses Druckverhältnisses bewegt sich die Stoßwelle in der allmählich divergierenden Zone nach unten und weiter von der Einschnürungsζone fort« Bei noch höheren Druckverhältnissen an der Vorrichtung bewegt sich die Stoßwelle in der allmählich divergierenden Zone weiter nach unten. Nach dem Stoß besteht unter allen Bedingungen bei dem Fluß eine Neigung, si cn von den Tianden der allmählich divergierenden Zone zu lösen. Im allgemeinen legt sich der Fluß einfach wieder an die Wände an, wenn jedoch die Stoßwelle sich zu weit unten in der allmählich divergierenden Zone befindet, dann ist für ein solches Wiederanlegen kein ausreichender Wandraum vorhanden, und es wird an dom Punkt der Abgabe aus der Vorrichtung ein Strahl von übermäßig hoher Geschwindigkeit gebildet.

Das obige US-Patent offenbart auch, daß die Vorrichtung

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Steuerung des Mengenstroms der· dem Motor zugeführten Luft dient, da der Luftsti-oin durch die EinschnUrungszone hindurch über einen weiten Bereich von Motorbedingungen auf Schallgeschwindigkeit gehalten wird. Daher ist bei unveränderlichen atmosphärischen Bedingungen die Mengenstromgeschwindigkeit der dem Motor zugeführten Luft direkt proportional zu der Qtierschnittsf lache an der Einschnürungszone. Schließlich kann, wie aus dem oben erwähnten US-Patent hervorgeht, die Fluss igkeitszrifuhr einrichtung in Fortfall kommen und die Vorrichtung lediglich als eine Mengenstroms te tierung für Luft oder irgendein beliebiges gasförmiges Medium verwendet werden.

Die besondere Divergenz der ¥andstruktur ab^trömseitig von der Einschnürungsζone ist äußerst wichtig, um die kinetische Energie der bei hoher Geschwindigkeit strömenden Masse wirksam als statischen Druck zurückzugewinnen. Wie oben erläutert, ermöglicht eine solche wirksame Energierückgewinnung Schallgeschwindigkeit an der Einschnürungszone über einen weiten Berei ch abströmseitiger Druckbedingungen. Jedoch kann die durch die ¥andstruktur gebildete allmählich divergierende Zone derart sein, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Masse unter den oben erwähnten Bedingungen erheblich ist, wenn das Druckverhältnis an der Vorrichtung hoch ist und dadurch den Auftritt der Stoßwelle weit unten in der allmählich divergierenden Zone verursacht. Darin legt sich der Fluß nicht wieder an die Wände an, und es tritt ein Strahl mit hoher Geschwindigkeit aus der Vorrichtung.aus. Bei Anwendungen in

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einem Vergaser kann zum Beispiel eine übermäßige Austrittsgeschwindigkeit aus der Luft- und Brennstoff mis cheinriclitung ' das Luft- und Brennstoff gemisch veranlassen, auf dbn Ansaugstutz endurchfluß aufzutreffen, was eine Abgabe des Gemisches an die Zylinder des Motors in homogenem Zustand verhindert.

Die Aufgabe der Erfindung richtet sich daher auf eine Vorrichtung für einen Durchstrom bei Schallgeschwindigkeit mit einer Struktur, Vielehe die Austrittsgeschwindigkeit eines durch die Vorrichtung hindurchströmenden gasförmigen Mediums senkt, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung hoch ist, und dabei doch die wirksame Rückgewinnung der kinetischen Energie des bei hoher Geschwindigkeit strömenden gasförmigen Mediums als statischen Druck aufrechterhält, wenn der Druckabfall niedrig ist.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Senken der Austrittsgeschwindigkeit aus einer Durchfluß-Vorrichtung mit Schallgeschwindigkeit, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung hoch ist, bei Aufrechterhaltung der wirksamen Rückgewinnung der kinetischen Energie der bei hoher Geschwindigkeit strömenden Menge als statischen Druck, wenn der Druckabfall niedrig ist.

Gemäß der Erfindung liefert eine Vorrichtung ein gasförmiges Medium an eine Verbrauchereinrichtung mit veränderlichen Druckbedingungen an ihrem Eingang. Die Vorrichtung enthält eine

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St rille tür aui¹ Begrenzung einer Ansaugzone für das gasförmige Medium, wolche mit einer Einschnürnngszone von veränderlicher Fläche zux- Einschnürung des Durchflusses des gasförmigen Mediums zur Erhöhung seiner Geschwindigkeit auf Schallgeschwindigkeit verbunden ist. Die Fläche der Einschnürungszone wird in Übereinstimmung mit den an die Verbrauchereinrichtung gestellten betrieblichen Anforderungen einstellbar verändert. Abströmseitig von der Einschnürungszone ist eine ¥andstruktur so angeordnet, daß sie eine allmählich divergierende Zone zur wirksamen Rückgewinnung eines erheblichen Teils der kinetischen Energie des bei hoher Geschwindigkeit strömenden gasförmigen Mediums als statischen Druck vorsieht. Die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums durch die Einschnürungsζone ist über einen weiten Bereich von Druckbedingungen an dem Eingang der Verbrauchereinrichtung Schallgeschwindigkeit. Die Verbesserung enthält Perforierungen in der Wandstruktur abströmseitig und mit Abstand von dez' Eins chnürungs ζ one. Hinter der ¥andstruktur stellt ein Kanal eine Verbindung der Pei'forierungen mit dem Ausgang aus der allmählich divergierenden Zone her, um einen Teil des gasförmigen Mediums zu den Perforierungen zurück umzuwälzen, wenn ein Durchfluß bei Überschallgeschwindigkeit auftritt. Eine solche Umwälzung bewirkt eine Störung des Durchflusses und verschiebt dadurch den Platz der Stoßwelle stromaufwärts von dem Platz, wo sie sonst auftreten würde, zu dem Platz der Perforierungen, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung hoch 1st.

Dio Perforierungen können eine Heike beabstandeter kreis-

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förmiger Οχ-fnungen enthalten, dio jeweils einen Durchmesser von etwa t/8 Zoll liaben. Auch. Ic arm die Länge der allmählich, divergierenden Zone annähernd 2 i/2 Zoll betragen bei einem Abstand der Perforierungen von der Einschnürungszone von wenigstens etwa l/2 Zoll. Die Breite der divergierenden Zone kann etwa 3 Zoll betragen. Zur Einführung von Flüssigkeit in den Strom des gasförmigen Mediums kann eine Flüssigkeitsabgabestruktur an oder oberhalb der einstellbaren Einschnürungszone vorgesehen sein. Bei Anwendungen in einem Vergaser ist das gasförmige Medium Luft, der Druck des gasförmigen Mediums am Eingang der Ansaugzone ist der atmosphärische Druck, und die Abgabestruktur führt flüssigen Brennstoff ein.

Es ist außerdem ein Verfahren zur Abgabe eines gasförmigen Mediums bei einer gesteuerten Mengenflußgeschwindigkeit an eine Verbrauchereinrichtung mit veränderlichen Druckbedingungen an ihrem Eingang vorgesehen. Gemäß der Erfindung enthält ein solches Verfahren den Schritt der Störung des Durchflusses des gasförmigen Mediums durch die allmählich divergierende Zone an einem Platz abstrcmseitig und mit Abstand von der Einschnürungszone, um dadurch den Platz der Stoßwelle stromaufwärts von dem Platz zu verschieben, wo sie sonst auftreten würde, wenn der Druckabfall zwischen dem Eintrittspunkt und dem absfcrömseitigen Ende der allmählich divei^gierenden Zone hoch ist.

In diesem Verfahren kann der Durchfluß des gasförmigen Mediums durch Umwälzung eines Teils des gasförmigen Mediums

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gestört w₍3rdoix, wenn ein Durclistrom bei Überschallgeschwindigkeit auftritt, und Einführung eines solchen Mediums in die allmählich divergierende Zone an einem Platz abströmseitig und mit Abstand von der Einschnürungszone, Flüssigkeit kann in don Strom des gasförmigen Mediums an oder oberhalb der Einschnürungszone eingeführt werden, und bei Anwendungen in einem Vergaser ist das gasförmige Medium Luft, und es wird flüssiger Brennstoff in den Luftstrom eingeführt.

Fachleuten auf diesem Gebiet werden zusätzlich zu den oben erwähnten Merkmalen und Vorzügen beim Lesen der folgenden aus führ liehen Beschreibung in Vei'bindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, weitere ne^^artige Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung klar werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht von oben auf eine Strömungsmitteldurchflußeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 bei Andeutung der umgebenden Struktur in düngen Außenlinien und

Fig. 3 eine Vorderansicht einer der in Fig. 1 und 2 gezeigten beweglichen Backen.

Es wri.rd nunmehr insbesondere auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen die Figuren 1 bis 3 eine Strömungsinitteldurchflußeinrichtung 10 zum Mischen und Modulieren von flüssigem Brennstoff

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und Luft boi der Erzeugung eines brennbaren Gemisches aus Luft und flüssigem Brennstoff erläutern. Während die Vorrichtung to zur Verwendung bei der Erzeugung eines Luft- und Brennstoffgemisches beschrieben wird, ist doch eine solche Einrichtung ebenso in der Lage, andere gasförmige Medien außer Luft und andere Flüssigkeiten außer Brennstoff zu mischen und zu modulieren. Außerdem kann die Flüssigkeitseinfuhrstruktur der Vorrichtung 1O in Fortfall kommen und die so modifizierte Einrichtung als Mengenflußsteuerung für ein gasförmiges Medium allein benutzt werden.

Im allgemeinen umfaßt die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung 10 ein langgestrecktes Gehäuse mit einem darin gebildeten mittleren Durchflußkanal. Der Durchflußkanal ist begrenzt durch ein Paar gegenüberliegend beabstandete stationäre Plattenwände 12, lh und ein Paar gegenüberliegend beabstandete relativ bewegliche Backenkörper ϊ6, 18. Die beweglichen Backenkörper sind lotrecht zwischen den stationären Plattenwänden angeordnet. Die Backenkörper sind im wesentlichen symmetrisch in ihrer Konstruktion und auf gegenüberliegenden Enden durch Stangen 20, 22 gelagert, die sich zwischen den stationären Plattenwänden 12, 14 erstrecken. Die beweglichen Backenkörper sind an ihren oberen Enden an den Stangen 20, 22 verankert, und diese Körper verschwenken sich um die Achsen der Stangen, was im Anschluß hieran ausführlicher erläutert wird.

Die Innenwandflächen der beweglichen Backenkörper begrenzen

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zwischen sich einen Vcnturiquerschnitt. Um auf die Anforderungen des Motors anzusprechen, verschwenken sich die Backenkörper 10, 18 um die Achsen der Stangen 20, 22 zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Venturidurchflußfläche nach Bedarf,

Der durch die gegenüberliegend beabstandeten stationären Plattenwände 12, *\k und die beweglichen Backenkörper 16, 18 begrenzte Kanal enthält eine allgemein konvergierende Lufteintrittszone 24, eine EinschiiürungssOne 26 von veranderlichem Bereich, sowie eine allmählich divergierende abatrömseitige Zone 28, Die stationären Plattenwände 12, Ik können zusammen mit den Gehäuseendwänden 30» 32 an einer rechteckigen Grundplatte (nicht ^ozeigt) mit darin gebildeten Öffnungen befestigt werden, um die Vorrichtung 10 an dem Ansaugstutzen einer Brennkraftmaschine zu befestigen,

Wie oben erwähnt, bilden die Innenwände der beweglichen Backenkörper 16, 18 einen Venturiquerschnitt mit den stationären Plattenwänden 12, 14. Di>«,er Venturiquerschnitt enthält die Lufteintrittszone 2k, die Einschnürungszone 26 und die allgemein divergierende abstrcmseitige Zone 28, An dor Lufteintx'ittszone 2k tritt atmosphärische Luft in die Misch- und Moduliereinrichtung 10 ein, und die Luft wii"d an dor Einschnürungszone 26 auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt. Flüssiger Bronnstoff wird an einer Brennstoffstange "}k auf~ stx-ömsoitig von dex· Eins chnürungs zone 26 in den bei hoher Geschwindigkeit strömenden Luftstrom eingeführt. Dis Erennstoff&taiige 3'l ei-streckt sich zwischen den stationären Platten

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12, 14 und wird von ihnen gelagert, und an die Stange ist eine Brennstoffquelle (nicht gezeigt) angeschlossen. Die Brennstoffstange enthält Öffnungen, durch welche der flüssige Brennstoff in den Luftstrom eingeführt wird. In der Brennstoffanlage ist eine Ventileinrichtung oder eine ähnliche Anordnung vorgesehen, um die Menge des an die Brennstoffstange 3^- abgegebenen Brennstoffs in Übereinstimmung mit den betrieblichen Anforderungen des Motors genau abzumessen, dem die Misch- und Moduliereinrichtung 10 zugeordnet ist.

Das bei Schallgeschwindigkeit strömende Gemisch aus Luft und flüssigem Brennstoff bewegt sich von der Einschnürungszone 26 in die allmählich divergierende abströmseitige Zone 28 hinein, wo die kinetische Energie der bei hoher Geschwindigkeit strömenden Luft und des Brennstoffs als statischer Druck wirksam zurückgewonnen wird. Eine solche Umwandlung ermög3-icht die Aufrechterhaltung eines Durchstroms von Luft und Brennstoff bei Schallgeschwindigkeit durch die Einschnürungszone 26 über im wesentliche··! den gesamten Betriebsbereich des Motors. Somit wird an der Einschnürungszone selbst bei sehr niedrigen Ansaugvakuunwert.en Schallgeschwindigkeit eri^eicht.

Gemäß der Erfindung sind in den beweglichen Backenlcörpern 16, 18 Perforierungen 36 in dem Abschnitt jeder Backe vorgesehen, welcher die allmählich divergierende Zone 28 begrenzt, Die Perforierungen 36 sind abströmseitig und mit Abstand von

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dor Einsclmürungszone 26 gebildet, wie am besten aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich. Hinter den Perforierungen 36 sind Kanüle 38, 40 angeordnet und dienen dazu, sie mit dem Ausgang von der allmählich divergierenden Zone 28 zu verbinden. Mit anderen Worten, die Kanäle 38, 40 verbinden die Perforierungen 36 mit dein Ansaugstutzen des Motors, welchem das Luft- und Brennstoffgemisch zugeführt wird. Aus weiter unten erläuterten Gründen wird bei ÜberschalldurchfIuQ-bedingungen ein Teil des Luft- und Eirtnnstoffgemisches, das aus der allmählich divergierenden Zone 28 in den Ansaugstutzen hinein austritt, d^^rch die Wirkung der sich bei hoher Geschwindigkeit an den Perforierungen vorbeibewegenden Menge zu den Perforierungen und durch sie hindurch umgewälzt.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Kanäle 38, zum Teil durch Blöcke 42, 44 begrenzt₃ die an den Endwänden 30, 32 befestigt sind und sich zwischen den beabstandeten stationären Plattenwänden 12, 14 erstrecken. Die Oberseite jedes Blockes enthält einen bogenförmigen Oberflächenabschnitt 46, 48. Der Radius der bogenförmigen Fläche 46 nimmt seinen Ausgang an der Achse der Stange 20, während die Achse der Stange 22 der Ausgang für den Radius der Oberfläche 48 ist. In Schlitze 54, 56, die in den Backen 16, 18 vorhanden sind, passen Dichtungen 50, 52 hinein. Die Dichtungen 50, passen in die Schlitze 54, ^6 hinein, die in den Backen 16, 18 vorgesehen sind. Die Dichtungen erstrecken sich über die Bx-eite der Backen, und ihre freien Außenenden stehen in

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Zusammenwirkung mit den bogenförmigen Oberflächenabschnitten 46, k8_r während sich die Backen um die Achsen 20, 22 drehen. Die Blöcke 42, 44 bilden zusammen mit den Dichtungen 50, 52 und den Rückseiten der Backen 16, 18 die Kanäle 38, 40.

Die Bewegung der beabstandeten Backenkörper 16, 18 entsteht über ein Drosselgestänge 58» welches wirksam mit der Stange 20 verbunden ist, die den Backenkörper 16 lagert. Das Drosselgestänge 58 veranlaßt die Stange 20, sich zu drehen, was wiederum die Backe 16 in Umdrehung versetzt, die an der Stange 20 befestigt ist. Gleichzeitig tritt eine Bewegung des anderen Backenkörpers 18 über ein Paar miteinander kämmender Zahnradsegmente 60, 62 an dan oberen Enden der beweglichen Backen auf. Durch die Betätigung des Drosselgestänges 58 bewegen sich die Backenkörper 16, 18 in Richtung aufeinander zu und voneinander fort, um die Querschnittsfläclie der Einschnürungszpne in Übereinstimmung mit den an den Motor, welchem das Gemisch -zugeführt wird, gestellten betrieblichen Anforderungen zu variieren.

Bei Durchflußbedingungen, bei denen dc.s Druckverhältnis an der Vorrichtung 10 gerade ausreichend ist, um an der Einschnürungszone 26 Schallgeschwindigkeit zu erzeugen, ist die Geschwindigkeit des Gemisches unmittelbar abströmseitig von der Einschnürungszone eine Unterschallgeschwindigkeit. Der Abschnitt dez' allmählich divergierenden Zone zwischen der Einschnürungszone 26 und dem Beginn der Perforiertmgen 36 bewirkt eine wix\ksaine Rückgewinnung eines erheblichen Teils

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des bei hoher Geschwindigkeit strömenden Luft- und Brennstoffgemisches als statischen Druck, und eine derartige wirksame ' UmwEindlung ermöglicht die Aufrechterhaltung von Schallgeschwindigkeit durch die Einschnürungszone selbst dann, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung ziemlich gering ist, d.h. bei einem sehr geringen Ansaugstutzenvakuum.Unter diesen Bedingungen ist der Druckabfall an den Perforierungen gleich Null und gering, wenn überhaupt etwas von dem Luft- und Brennstoffgemisch durch die Perforie^angen in die allmählich divergierende Zone umgewälzt wird. Sowie jedoch das Ansaugvakuum zunimmt, nimmt auch das Druckverhältnis an der Vorrichtung zu, was zu einem Überschallstrom und einer Stoßzone abströmseitig von dei' Einschnürungszone führt. Sowie das Druckverhältnis weiter zunimmt, bewegt sich der Stoß in der allmählich divergierenden Zone 28 nach unten und weiter von der Einschnürungszone 26 fort. Bei noch höheren Druckverhältnissen an der Vorrichtung 10 würde der Stoß sich normalerweise weiter in der allmählich divergierenden Zone nach unten bewegen.

Wie oben ex-läutert, hat nach einem Sboß unter jeglichen Bedingungen der Fluß eine gewisse Neigung, sich von den ¥änden der allmählich divergierenden Zone zu lösen. Im allgemeinen legt sich der Fluß einfach wieder an die Wände an, wenn jedoch der Stoß weit unten in der allmählich divergierenden Zone auftritt, dann bleibt keine ausreichende ¥andstruktur übri^ für ein derai'tiges Wie dear aiii e gen, und os wird an dem Ausgang oin Strahl mit übermäßig hoher Geschwindigkeit abge-

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geben. Eine Flußstrahlbildung· ist eine unerwünschte Erscheinung und verursacht ein Zusammenpressen des Luft- und Brennstoff-· gemisches auf dem Ansaugstutzenboden. Dies führt zu einer schlechten Verteilung des Gemisches von Zylinder zu Zylinder.

In der Misch- und Moduliereinrichtung 10 verhindert derjenige Teil des Luft- und Brennstoffgemisches, der bei Überschallbedingungen durch die Perforerungen 36 in den Flußweg hinein umgewälzt wir J, eine Flußstrahlbildung. Die Aus tritt sges-chwindigkeit aus der Vorrichtung ist unter allen Bedingtingen ausreichend niedrig, und die nachteilige Wirkung eines schlieren Zusammendrückens auf dem Ansaugstutzenfluß ist im wesentlichen, wenn nicht vollständig, ausgeschaltet. Das sich bei hoher Geschwindigkeit an den Perforierungen 36 vorbeibewegende Luft- und Brennstoffgemisch zieht einen Teil des Gemisches, welcher die Vorrichtung bereits verlassen hat, in den Fluß hinein. Diese Umwälzung entsteht durch den Druckabfall an den Perforierungen, verursacht durch den eich bei hoher Geschwindigkeit an den Perforierungen vorbeibewegenden Fluß. Eine derartige Umwälzung bewirkt eine Störung des Flusses und dadurch ein Verschieben des Platzes des Stoßes stromaufwärts von dem Platz, wo er sonst auftreten würde, zu dem Platz der Perforierungen, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung hoch ist. Unter diesen Bedingungen würde sich die Überschau- und Stoßsone normalerweise weit in der allmählich divergierenden Zono 28 heruntererstrecken, jedoch verhindert es die Umwälzung des Gemisches durch die Perforierungen, daß diea eintritt. Dalier wird die Überschall- und Stoßzone auf

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don oberen Abschnitt der allmählich divergierenden Zone 28 begrenzt, was genügend Wandstruktur abströrnseitig beläßt, um' es dem Durchfluß zu gestatten, sich vor Abgabe an den Ansaugstutzen wieder anzulegen.

Eine wirksame Energierückgewinnung ist nicht kritisch, wenn das Druckverhältnis an der Vorrichtung 10 hoch ist, da derai'tige Verhältnisse einen Fluß bei Schallgeschwindigkeit an der Einschnür.Tmgszone ungeachtet der Energierückgewinnung vorsehen. Wenn jedoch das Ansaiigstivfczenvakuum ziemlich niedrig ist, dann ist eine Energierückgewinnung kritisch, und der obere Teil der allmählich divergierenden Zone 28 bewirkt dann in wirksamer Weise die Aufrechterhaltung der Schallgeschwindigkeit an der Einschnürungszone 26.

Die Struktur der Misch- und Moduliervorrichtung 10 hat einen bedeutenden sekundären Vorteil, indem durch die Ausschaltung des hohen Vakuums, das normalerweise erzeugt würde, wenn sich der Stoß weit in die allmählich divergierende Zone 26 heraberstreckte, große Schließkräfte zur Einwirkung auf die beweglichen Backen 16, 18 verniiaden werden. Die Wirkung der Perforierungen und des umgewälzten Flusses vermindert in starkem Maße diese Kräfte, so daß das Öffnen und Schließen der Vorrichtung unter allen Bedingungen sehr einfach und ohne jegliche nennenswerte Einwirkung auf das Drossolgestänge 58 durchgeführt wird.

ninßichtlich der Pei-forlarxmgeu 36 «ei gesagt, daß "dich hier

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urn eine Anordnung beabstandeter kreisförmiger Löcher handeln kann, die jeweils einen Durchmesser von etwa i/8 Zoll haben. Die Gesamtlänge der allmählich divergierenden Zone 26 kann annähernd 2 i/2 Zoll betragen, wobei die Perforierungen von der Einschnürungszone 2k wenigstens etwa 1/2 Zoll beabstandet sind und sich bis zu etwa 1 Zoll vom Ausgang der Vorrichtung erstrecken. Die Breite der divergierenden Zone kanu etwa 3 Zoll betragen, was sich aus den Backen von etwa 3 Zoll Breite ergibt. "Wenn die Gesamtabmessungen der Backen verändert Tferden, können die Größe und der Platz der Perforierungen proportional verändert werden.

Es kann außerdem ggf. die Innenseite der Platten 12, 14 mit einem Gleitmaterial 6k überzogen werden, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen, um Abnutzung zu verhindern und die Seitenkanten der beweglichen Backen 16, 18 bei ihrer Bewegung in Richtung aufeinander zu oder voneinander fort zum Modulieren des Durchflusses abzudichten.

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Claims

Ansprüche:

^- λ / 11/ Durchfl^ißvorrichtung zur Abgabe eines gasförmigen Mediums

an eine Verbrauchereinrichtung, an deren Eingang veränderliche Druckbedingungen herrschen, .nit Einrichtungen zur Begrenzung einer Ansaugzone für das gasförmige Medium in Verbindung mit Einrichtungen zur ^egz-enzung einer Eintrittszone von veränderlichem Bereich zum Einschnüren des Durchflueues des gasförmigen Meditims, um seine Geschwindigkeit auf Schallgeschwindigkeit zu erhöhen, in Kombination mit Einrichtungen zum einstellbaren Verändern des Bereichs der Eintrittszone in Übereinstimmung mit den an die VerbrimchorοAnriehtmg gestellten betrieblichen Anforderungen,

'Wandeinrichtungon abströjiiso.l.tig von der Eintrittüiiorie, die

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ORIGINAL INSPECTED

so angeordnet sind, daß sic eine allmählich divergierende Zone zur wirksamen Rückgewinnung eines erheblichen Teils , der kinetischen Energie des bei hoher Geschwindigkeit strömenden gasförmigen Mediums als statischen Druck bilden, wodurch die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums durch die Eintrittszone hindurch über einen weiten Bereich von Druckbedingungen an dem Einlaß der Verbrauchereinrichtung gleich der Schallgeschwindigkeit ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Tiandeinrichtung a^strömseitig von der Eintrittszone imd mit Abstand von ihr Perforierungen befinden und Durchgangskanäle hinter der Tfandeinrichtung vorgesehen sind, die die Perforierungen mit dem Ausgang aus der allmählich divergierenden Zone zur Umwälzung eines Teils des gasförmigen Strömungsmittels von dem Ausgang der divergierenden Zone zu den Perforierungen verbinden, um dadurch den Durchfluß zu stören und die Stoßwelle von dem Platz, . wo sie sonst auftreten würde, stromaufwärts zu dem Platz der Poforierungen zu verschieben, wenn der Druckabfall an der Vorrichtung hoch ist.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforierungen eine Reihe beäostandeter kreisförmiger Löcher umfassen, die jeweils einen Durchmesser von annähernd 1/8 Zoll haben.

3« Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der allmählich divergiex'enden Zone etwa 2 1/2 Zoll

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und ihre Breite etwa 3 Zoll beträgt, und daß die Perforierungen von der Einschnürungszone wenigstens annähernd 1/2 Zoll auf Abstand gehalten sind,

4. Kombination nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Flüssigkeitsabgabeeinrichtungen zur Einführung von Flüssigkeit in den Fluß des gasförmigen Mediums an oder oberhalb der einstellbaren Einschnürungszone.

5. Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekeiinzelehnet, daß das gasförmige Medium Luft ist und der Druck des gasförmigen Mediums am Eingang zur Ansaugzone der atmosphärische Druck ist und die Abgabeeinrichtung flüssigen Brennstoff einführt.

6. Verfahren zur Abgabe eines gasförmigen Meditims bei einer gesteuerten Masseflußgeschwindigkeit an eine Verbraucheranlage mit veränderlichen Druckbedingungen an ihrem Eingang, welches di ^ folgenden Schritte enthält: Ströaienlassen eines Stroms eines gasförmigen Mediums von einem Eintrittspunkt, Hindurchführen des gasförmigen Mediums durch eine Einschnürungszone veränderlicher Fläche zur Erhöhung der Geschwindigkeit desselben auf Schallgeschwindigkeit, einstellbares Verändern des Bereiches der Einschnürungszone in Übereinstimmung mit den an die Verbraucheranlage gestellten betrieblichen Anforderungen, Hindurchführen des gasförmigen Mediums unmittelbar abströmsoitig von der EiiwchnürungsKone veränderlicher Fläche durch eine

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allmählich, divergierende Zone hindurch zur allmählichen Verringerung der Geschwindigkeit desselben und zur wirk- · samen Rückgewinnung der kinetischen Energie desselben als statischen Druck, wodurch die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums durch die Einschnürungszone hindurch über einen weiten Bereich der Druckbedingungen am Eingang der Verbrauchoranlage gleich der Schallgeschwindigkeit ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluß des gasförmigen StrÖmungsnl ttels durch die allmählich divergierende Zone hindurch an einem Platz abströraseitig und mit Abstand von der Einschnürungszone gestört wird, um dadurch den Platz der Stoßwelle aufströmseitig von dem Platz zu verschieben, wo sie sonst auftreten würde, wenn der Druckabfall zwischen dem Eintrittspunkt und dem ab.strömseitigen Ende der allmählich divergierenden Zone hoch ist,

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß des gasförmigen Mediums durch Umwälzung eines Teils des gasförmigen Mediums und Einführen desselben in den Fluß an einem Platz abströmseitig und mit Abstand'von der Einschnürungszone gestört wird.

8. Verfallron nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch den Schritt des Einführens von Flüssigkeit in den Fluß des gasförmigen Mediums an oder oberhalb der Einschnürungszone veränderlicher Fläche.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch.gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium Luft ist und flüssiger Brennstoff in den

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Luftstrom eingeführt wird, #„