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Brennstoffördervorrichtung, bei welcher mittels Unterdruckes der Brennstoff
.. gehoben wird. Das Patent 3i3973. betrifft eine Vorrichtung zur Benzinförderung
durch Unterdruck, bei welcher durch die Massenwirkung der bewegten Brennstoffsäule
das Luftventil dadurch geöffnet wird, daß die Brennstoffsäule die zwischen - Benzinspiegel
und Ventil befindliche Luft verdichtet. Arbeitsraum und Saugleitung und mithin die
Brennstoffsäule in beiden haben hierbei den gleichen Querschnitt. Bei sonst gegebenen
äußeren Verhältnissen (Druckverhältnisse, Länge der Saugleitung usw.) ist die Leistungsfähigkeit
dieser Vorrichtung aber außer von- der Größe des Leitungsquerschnitts noch von der
Größe des Arbeitsraumes in der Falleitung abhängig, bei gegebenem Querschnitt also
von der Höhe desselben. Denn die Fördermenge ist bei gegebenen Leitungsquerschnitten
direkt proportional mit den mittleren Geschwindigkeiten in der Leitung. .Da aber
die während der Förderung wirkenden Kräfte als konstant aufgefaßt werden können,
so wachsen die Geschwindigkeiten v gemäß der Beziehung v = pt (P = Beschleunigung,
t= Zeit) direkt mit der Zeitdauer von Beginn der einzelnen Bewegungen an gerechnet,
die für die Förderleistung maßgebenden mittleren Geschwindigkeiten aber mit der
Zeitdauer einer Periode. Mithin wird also die resultierende sekundliche Förderleistung
mit der Leistung pro Periode, also mit der Größe des Arbeitsraumes wachsen.. Die
Größe des letzteren wird aber bei der Vorrichtung nach dem Patent 313973 infolge
des durch die Saugleitung gegebenen Querschnittes des Arbeitsraumes und durch die
gegebenen äußeren räumlichen Verhältnisse (Bauhöhe) begrenzt. Den Querschnitt des
Arbeitsraumes direkt zu vergrößern, ist unzweckmäßig, da bekanntlich jede Querschnittänderung
Bewegungswiderstände und Energieverluste bedingt. Würde man also die Saugleitung
zentral in den Arbeitsraum von entsprechend großem Querschnitt einführen, so wird
die lebendige Kraft des aus ersterer eintretenden Flüssigkeitsstrahles im wesentlichen
vernichtet bzw. in andere Energieformen, wie .Wirbel, Wärme, potentielle Energie
(statischer Druck) usw., umgewandelt. Die letztere (potentielle Energie) bewirkt
nun eine aufsteigende Bewegung der Flüssigkeit im Arbeitsraume, wodurch zwar eine
geringe Rückgewinnung an Energie stattfindet; andererseits wirkt diese in Form eines
Gegendruckes der Bewegung in der Saugleitung direkt entgegen. Da die Eröffnung des
Luftventils aber ausschließlich von der verfügbaren überschüssigen Energie des aufsteigenden
Flüssigkeitsstromes abhängt, so wird bei . obiger Maßnahme ein einwandfreies Arbeiten
der Vorrichtung erschwert.
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Die Erfindung besteht nun darin, eine
wesentliche
Vergrößerung des Querschnittes des Arbeitsraumes , gegenüber dem der Saugleitung
ohne Energieverluste dadurch zu ermöglichen, daß die Saugleitung tangential in den
zylindrischen Arbeitsraum mündet und gegen die Normale zur Achse des letzteren unter
einem Winkel a geneigt ist.
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In der Zeichnung ist eine nach diesen Grundsätzen ausgeführte Vorrichtung
schematisch dargestellt. Es bedeutet hierin a die Vergaserdüse, b den für die Speisung
der Vergaserdüse erforderlichen Brennstoffbehälter, c eine Ü berlaufleitung, d die
Saugleitung, e das Rückschlagventil in. letzterer (besser direkt am Hauptbehälter
angeordnet), f den Arbeitsraum, g und h Ventile am Arbeitsraum, von denen, das 'erstere
gegen den Brennstoffbehälter b und das letztere gegen die freie Luft nach außen
sich öffnet. i ist eine Verbindungsleitung, zwischen dem Vergaserraum und dem oberen
Teil des Arbeitsraumes f. k sind Flügel, welche auf der Spindel l befestigt sind;
die Spindel L ist beim mit Gewinde versehen, welches sich in einer feststehenden
Mutter n dreht. o ist schließlich ein Lüftungsrohr, durch welches der äußere. Luftdruck
im Speisebehälter b aufrechterhalten wird. Mündet das Überlaufrohr c in den oberen
Deckel des unter dem Drück der äußeren Luft stehenden in der Zeichnung nicht dargestellten
Hauptbehälters, so kann Rohr o auch fortfallen.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Wird der Motor
in Betrieb, gesetzt, so wird im Vergaserraum ein Unterdruck erzeugt, welcher sich
durch Rohr i nach Arbeitsraum f fortpflanzt. Es wird also Brennstoff durch Rohr
d angesaugt, welcher tangential in den Arbeitsraum f. eintritt und in diesem eine
kreisende Bewegung ausführt. Zerlegt man die Eintrittsgeschwindigkeit in eine horizontale
und eine vertikale Komponente, so erzeugt und unterhält erstere die kreisende Bewegung
im Raume f, letztere bewirkt dagegen eine : aufsteigende Bewegung des Flüssigkeitsstromes.
Da nun die horizontale Komponente im Raum f frei wirken kann, so wird , diese in
der kreisenden Flüssigkeit - gewissermaßen einem flüssigen Schwungräde vergleichbar
- aufgespeichert. Es wird also beim Aufhören des Unterdrucks die Flüssigkeit im
Rohr d noch eine Zeitlang infolge der lebendigen Kraft in der' Arbeitsraum eintreten,
wodurch die Fördermenge vermehrt wird. Die Steuerung, des Ventiles h könnte
nun etwa in gleicher Weise wie bei der Vorrichtung des Patentes 3139/3 erfolgen,
also indem bei bestimmtem Stand des Benzins im Raume f eine in der Saugleitung eingeschaltete
Drossel (l, k in Patent 3=3973) überdeckt wird und die so im
Arbeitsraurn abgesperrte Luft infolge .der aufsteigenden Bewegung des Benzins verdichtet
und hierdurch das Ventil b geöffnet wird.
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Entsprechend der Richtung der Hauptgeschwindigkeitskomponente derbewegtenFlüssigkeitsmasse
erfolgt die Steuerung' jedoch wirksamer in folgender Art. Erreicht die kreisende
Flüssigkeitssäule die Flügel k, so übt sie auf diese einen dynamischen Flüssigkeitsdruck
aus. Dieser verstärkt sich, einmal wegen dauernder Vergrößerung der Angriffsfläche,
zweitens infolge der zunehmenden Geschwindigkeit, bis die Bewegungswiderstände überwunden
werden und die Flügel k gleichfalls eine drehende Bewegung ausführen. Hierbei bewegen
sich die Flügel mit der Spindel t infolge des Gewindes m, st .nach aufwärts, und
die Spindel l stößt schließlich Ventil h auf. Da der Querschnitt des
Saugrohres i gegen den freien Ventilquerschnitt nur klein ist bzw. auch noch durch
eine kleine Eintrittsöffnung gedrosselt werden kann, so bleibt der Ein-$uß der Unterdruckleitung
auf den Druckzustand im Raum f während einer gewissen Zeit. ohne merkbaren Einfluß,
der Inhalt des Raumes f entleert sich also durch das Rück= schlagventil g in den
Behälter b. Die Steigung der .Ganghöhe des Gewindes m, n der Spindel
L
ist so zu wählen, daß eine Selbsthemmung nicht stattfindet. Die Flügel k
samt Spindel L werden sich also nach Aufhören des dynamischen Flüssigkeitsdruckes
infolge des Eigengewichtes zurückbewegen. Hierdurch wird das Ventil h wieder geschlossen
und das Spiel beginnt von neuem.
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Um die Wirkung der Flügel k zu erhöhen, werden die . Flügelflächen
zweckmäßig nach Art der. Turbinenschaufeln gekrümmt ausgeführt; wie in Fig. 4 angedeutet.
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Führt man die Saugleitung in den oberen Teil des Raumes fein, so kann
das Rückschlagventil e fortfallen. In diesem Falle kann man den Saugstrahl' auch
unmittelbar auf die Flügel k wirken lassen. Der Druck des Strahles steigert sich
mit der Geschwindigkeit - also mit der Zeit -., bis er den zur Überwindung der Bewegungsmriderstände
erforderlichen Wert erreicht... Statt einer schraubenartigen Übertragung der Bewegungen
kann natürlich auch eine solche durch Hebelwirkung o. dgl. erfolgen, an der Wirkung
wird hierdurch nichts geändert.
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Ventil h kann auch durch einen Kolbenschieber, welcher gleichzeitig
den Unterdruck steuert, ersetzt werden.
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Bei Stillstand des Motors ist der Luftraum im Arbeitsraum
f durch Leitung i mit der freien Luft verbunden, so daß Arbeitsraum
f wie Saugleitung d (bei Fortfall des Ventiles e)
sich entleeren.