DE312748C

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Publication number: DE312748C
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Description

AUSGEGEBEN AHl 16. JUNI 1919

KLASSE 46 c GRUPPE

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luft-' vorwärmer für Verbrennungskraftmaschinen, welche der kalten Äußenluft ausgesetzt, sind. Sie bezweckt'die Schaffung einer Vorrichtung, mittels welcher ein ,Verbrennungsmotor bei etwaiger tiefer Lufttemperatur schnell und sicher angeworfen werden kann, was im besonderen bei Berufsfeuerwehren, Krankentransportwagen, Flugzeugen, Luftschiffen oder FeId-Scheinwerfern u. dgl. von wesentlicher Bedeutung ist. ,

Es ist bekannt, daß ein Verbrennungsmotor - beispielsweise im Winter schon nach kurzer Zeitdauer infolge seiner Abkühlung sehr schwer oder zuweilen gar nicht angeworfen werden kann. Dies rührt daher, daß infolge der Abkühlung des Zylinderblockes nebst der Rohrleitung für die Zuführung des Gasluftgemisches und des Vergasers selbst das Gasluftgemisch zu arm an Brennstoff ist, um eine Zündung durch den elektrischen Funken einzuleiten. Die erforderliche Zerstäubung des Brennstoffes in der Luft geht bei tiefliegender Temperatur gar nicht oder nur unvollkommen vor sich, und das etwa entstehende Gasluftgemisch schlägt sich sofort an der kalten Wandung des Vergasers bzw. an den Wandungen der Rohrleitung oder im Zylinder als Kondensat nieder, so daß eine Gemischentzündung nur in seltenen Fällen und sehr schwer möglich ist.

Um diesen Übelstand zu vermeiden, hat man

. zwar schon vorgeschlagen, die dem Vergaser zuzuführende Luft durch einen Vorwärmer hindurchzuführen, der entweder elektrisch geheizt wird oder seine Wärme während des Betriebes durch das Kühlwasser oder durch die Auspuffgase erhält. Das elektrische Heizen weist den Nachteil auf, daß der Strom dauernd zugeführt werden muß, und daß man gerade beim Anlassen des Motors erst längere Zeit den Vorwärmer erhitzen muß, um erhitzte Luft dem Zylinder zuführen zu können. Ferner bleibt bei dem bekannten Vorwärmer die Wärme nicht solange erhalten als im vorliegenden Falle. Gemäß der Erfindung wird in dem Vorwärmer ein elektrisch zu beheizender Körper eingebaut, der die Wärme lange Zeit aufgespeichert hält, so daß dem Vergaser zu jeder beliebigen Zeit erwärmte Luft zugeführt und infolgedessen ein wirkungs- volles Gemisch im Zerstäuber hergestellt und in diesem erwärmten Zustande dem Zylinder zugeleitet werden kann. Die in dem Gehäuse aufgespeicherte Wärme ist hierbei dauernd vorrätig und kann zu jeder Zeit, gleichgültig, ob der Motor läuft oder stillsteht, dem Vergaser zugeführt werden. Nach erfolgtem Ingangsetzen des Motors kann die Zuleitung der erwärmten Verbrennungsluft von dem Vorwärmer abgestellt und dem Vergaser Außeriluft zugeführt werden, die zweckmäßig durch die Auspuffgase angewärmt wird.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung in den Fig. 1 bis 4 beispielsweise veranschaulicht, und zwar ist:

Fig. ι eine Schnittansicht durch den Vorwärmer gemäß der Erfindung, während

Fig. 2 eine Einzelheit der Steuerung darstellt.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt nach der Linie N₁-N₂ der Fig. ι eine abgeänderte Ausführungsform des Wärmespeichers.

Fig. 4 zeigt die linke Hälfte im Längsschnitt und die rechte Hälfte in der Vorderansicht. Wie ersichtlich, besteht der Luftvorwärmer aus einem geeigneten Gehäuse, welches mittels einer wärmeisolierenden Wandung eine Ausstrahlung der im Innern des Vorwärmers aufgespeicherten Wärme nach außen verhindert. Im Innern des Gehäuses sind elektrische Heizkörper Hw angeordnet, welche durch eine geeignete Leitung von einer durch den Verbrennungsmotor angetriebenen kleinen Dynamomaschine während des Betriebes Strom zu ihrer Erhitzung erhalten.

Die magnetische Erregung dieser Dynamomaschine und die Einschaltung des Stromes zum Heizkörper erfolgt durch einen an bequem liegender Stelle angebrachten und von Hand zu beeinflussenden selbsttätigen Ausschalter mit einem Relais. Letzterer wird mittels eines Thermometerkontaktes zu einer Zeit in Wirksamkeit versetzt, in der die aufgespeicherte Wärme im Vorwärmer und zweckmäßig in dessen oberem Teile Ra II die Temperatur von ungefähr 90° C erreicht hat. Der Kontakt gestattet zwecks weiterer Wärmesteigerung eine genügend weitgehende Verstellung. Diese aufgespeicherte Wärme verbleibt bei geschlossenen Ventilen des' Gehäuses längere Zeit, beispiels-'

' weise bis zu 30 Stunden, in dem Vorwärmer

aufgespeichert. , .

■ Die Zuleitungsdrähte An für den elektrischen Heizkörper sind zweckmäßig in Glimmer eingebettet, wobei die Buchsen Bu₁ und BiI₂ aus Vulkanfiber gefertigt sind. Der Heizwiderstand, von dem natürlich auch mehrere angeordnet werden körinen, gibt seine Wärme zunächst an das in drei verschiedenen Größen grobkörnige und gut Wärme aufspeichernde Gestein, wie beispielsweise kieselsaure Salze (Silikate), ab. _ Ein zweckmäßig aus Kupfer bestehender Mantel A besitzt in seinem unteren Teile Luftdurchlaßöffnungen L_x, L₂, welche von dem grobkörnigen Gestein verdeckt werden. Die untere Tragplatte V₁ für das Gestein oberhalb des Raumes Ra₁, die zweckmäßig aus Vulkanfiber besteht, besitzt ebenso wie die Zwischenwände V₂ und V₃ Luftdurchlaßöffnungen. Der Mantel A ■ weist auch an seinem oberen Teile Luftdurchlaßöffnungen L₃ zu dem Räume Ra II auf.

Das Gehäuse" wird von zwei nicht Wärme leitenden Ventilen VeU₁, Ven₂ am oberen und unteren Ende abgeschlossen. Zweckmäßig besteht der eigentliche Ventilkegel aus Speckstein, während der Sitz .4S₂ und ^s₃ für die Ventile aus weicherem Material, wie beispielsweise gepreßtem Asbest, gefertigt ist. Das obere Ventil FeM₂ steht mittels eines geeigneten Lenkers mit der Umstellkappe Dr₁ in Verbindung, welche in üblicher Weise die Zuleitung der Frischluft von der Einlaßöffnung Ei₁ zum Stutzen Ve steuert. Die Welle der Umstellkappe Dr₁ steht mittels eines Winkelhebels und eines geeigneten Gestänges mit dem unteren Ventil VeH₁ in unmittelbarer Verbindung, so daß durch Drehung eines Handhebels H₉ der Vorwärmer ein- oder ausgeschaltet werden kann.

Während der elektrischen Erwärmung des Heizkörpers werden die beiden Ventile Ve-H₁ und Few₂ geschlossen, so daß die im Vorwärmer aufgespeicherte Wärme nicht entweichen kann. Die Umstellkappe befindet sich hierbei in der Stellung Lt₁ der Fig. 1, wobei für den normalen Betrieb die angesaugte Verbrennungsluft nach zweckmäßigem Umlaufen um das heiße Auspuffrohr in erwärmtem Zustande von der Öffnung Ei_x kommend nach der Auslaßöffnung Fe strömen kann. ·

Nach Umlegung des Handgriffes H₉ in die Stellung H₁₀ werden die Ventile Ven_x und Ven₂ geöffnet, und es kann nunmehr die dem Vergaser zugeführte Luft dem Wärmespeicher entnommen'werden.

Die Wärmetemperatur in dem Speicher-^ räume Ra II wird zweckmäßig durch ein Thermometer Th gemessen, welches -mit einer Quecksilberröhre mit Skala und einem elektrischen Kontakt für den erwähnten Relais-Stromkreis versehen wird. Vorzugsweise wird jedoch ein Thermometer verwendet, welches aus gut dehnbarem Metall besteht und zum· Schütze gegen Beschädigung und Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit eingekapselt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird die Außenwandung des eigentlichen Vorwärmergehäuses gut isoliert, so daß eine Ausstrahlung der Wärme des eigentlichen Speicherkörpers nach der Außenluft vermieden wird. Zu dem angegebenen Zweck wird der Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln Ma₂ und Ma₃ zweckmäßig mit dem Glasmehl, also mit einer Wärme isolierenden Masse, gefüllt, und zwischen ,der doppelten Wandung Ma₁ und Ma₂ des Außengehäuses wird ebenfalls ein Wärme isolie- j render Körper, wie beispielsweise Asbest, angebracht.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: -

Nachdem die Ventile FeW₁ und Ven₂ durch Drehung des Handgriffes H₉ geschlossen worden sind, wird durch Ingangsetzen der Dynamo- · maschine elektrischer Strom den Heizwiderständen Hw zugeführt und somit im eigentliehen Speicherkörper Wärme aufgespeichert. Nachdem der Wärmespeicher genügend gefüllt ist, werden durch Umlegung des Handgriffes H₉ die Ventile FeM₁ und Ven₂ geöffnet, und beim Ankurbeln des Motores wird nunmehr bereits iao beim ersten Ansaughube des Kolbens heiße Luft aus dem Speicher bei geöffnetem Ven-

til Few₂ und durch die Auslaßöffnung Ve aus dem Räume Ra II dem Vergaser bzw. Zylinder zugeführt. Die durch das geöffnete Ventil VeU₁ in dem Raum Ra I eintretende Frischluft geht durch die untere siebförmige Tragplatte V₁, alsdann durch die Wärme aufspeichernde Masse und streicht an den warmen Wandungen A und Ma₃ entlang und tritt schließlich durch die oberen Luftdurchlaßöffnungen L₃ in den

ίο oberen Abgangsraum Ra II- und von hier in der beschriebenen Richtung zum Vergaser und dann zum Zylinder.

Die Mäntel Ma₃ und A werden zweckmäßig gut wärmeleitend und metallisch miteinander verbunden, so daß beide eine erhebliche Wärmemenge besitzen und vom Wärme aufspeichernden Körper die Wärme leicht aufnehmen und sie an die vorbeistreichende Luft wieder leicht abgeben.

Bei stehenden Verbrennungsmotoren vereinfacht sich die Vorrichtung insofern, als der elektrische Strom nicht mehr erzeugt zu werden braucht, .sondern beispielsweise aus dem elektrischen Leitungsnetz entnommen werden kann.

Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist ein gegossener Speicherkörper von geeigneter Gestalt angeordnet. Bei dieser Konstruktion kann der obere Metalldeckel in Fortfall kommen.

Dieser gegossene Speicherkörper liegt ebenfalls zwischen den Räumen Ra I und Ra II. Er wird durch den Mantel A zusammengehalten und ruht auf der gelochten Grundplatte V{, welche über dem Raum Ra I lose gelagert ist. Die Mittelstücke W₂ und JF₄ nehmen die Heizkörper Hw in sich auf.

Dieser Wärme aufspeichernde Körper hat gegenüber dem ersteren den Vorteil, daß der Körper aus einzelnen gegossenen Stücken besteht und daher leicht auswechselbar ist, und die -< durch die inneren Zusatzluftkanäle Bo₁ und Bo₂ angesaugte Außenluft rascher und besser, erwärmt. Der Wärme aufspeichernde Körper kann auch aus einem Stück gegossen werden, wobei die Luftdurchzugkanäl.e und der eingesetzte elektrische Heizwiderstand bestehen bleiben.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Luftvorwärmer, bei dem die dem Vergaser zuzuführende Verbrennungsluft durch einen isolierten Vorwärmer hindurchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorwärmer ein elektrisch zu erhitzender Wärmespeicher eingebaut ist, durch den oder an dem entlang die Verbrennungsluft geführt wird.

2. Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem gegen

> Wärmestrahlung isolierenden Gehäuse ein mit Luftdurchlaßöffnungen versehener Metallmantel (yl) angeordnet ist, der mit dem Mantel (Ma₃) an dem oberen und unteren Ende wärmeleitend verbunden ist und eine auf. Siebplatten auf ruhende, Wärme aufspeichernde Masse (Silikate u.dgl.) einschließt, die durch den elektrischen Strom erhitzt wird, wobei zwischen den beiden Mänteln (M und Ma₃) ein Durchgangskanal (Ka₁) vorgesehen ist.

3. Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die, Ein- und

. Auslaßöffnungen des Vorwärmers durch zwangsweise gesteuerte Ventile (VeU₁ und Ven₂) abgeschlossen werden, von denen das obere (VeH₁) mit der die Luftzuführung zum < Vergaser regelnden Umstellklappe verbunden ist.

4. Luftvorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher aus einem gegossenen und mit Luftkanälen (Bo₁ und Bo₂) versehenen Körper besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.