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Bezeichnung : Gerät zum Vernebeln von chemischen Lösungen
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Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Vernebeln von chemischen Lösungen,
bestehend aus einem Schwingfeuerbre.nner mit Brennstofftank und Vergaser, einem
diesen mit einem Brennkammerrohr verbindenden Mischrohr, einem sich an das Brennkammerrohr
koaxial anschließenden langen Schwingrohr, einem das Brennkammerrohr und das Schwingrohr
mit Radialabstand umgehenden Kühlluftrohr, einem in das Mischrohr benachbart dem
Vergaserauslaß mündenden Brennluftkanal, sowie einem die chemische Lösung enthaltenden
Behälter, dessen Auslaßleitung im Schwingrohr nahe dessen Ende mUndet, wobei die
Achse des Mischrohres und die Achse des Brennluftkanals rechtwinklig zueinander
liegen und die Achse der Vergaserdüse in der die Mischrohrachse enthaltenden geometrischen
Normalebene zur Achse des Brennluftkanalas angeordnet ist.
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Ein derartiges Vernebelungsgerät ist aus der DE-OS 21 20 749 bekannt.
Bei ihm liegt die Achse der Vergaserdüse in koaxialer Ausfluchtung mit der Mischkammer
und dem anschliessenden Mischrohr. Diese gemeinsame Achse liegt horizontal, wenn
sich das Gerät in Arbeitsstellung befindet. Die Achse des Brennluftzufuhrkanals
liegt ebenfalls horizontal und stößt rechtwinklig auf die gemeinsame Achse von Mischkammer
und Vergaserdüse. Diese Anordnung führt zwar zu e i n(:'m
funktionsfähigen
Gerät, dessen Starteigenschaften un -dessen Brennverhalten jedoch nicht immer zufriedenstellend
sind. Weitere Unvollkommenheiten liegen darin, daß die Vergaserdüse nicht oder nur
außerordentlich schwen zugänglich ist, sodaß Verunreinigungen des Vergasers nicht
einfach und schnell an Ort und Stelle entfernt werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachie le des bekannten
Vernebelungsgerätes zu vermeiden und i iio."-besondere die Funktion zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dan die Achse der
Vergaserdüse rechtwinklig zur Achse d Mischrohres liegt. Vorzugsweise mündet die
Vergaserdüse stromab des Achsenschnittpunktes von Brennluftkanal und Mischrohr.
Bei diesem Gerät, bei dem sich nri daß Mischrohr koaxial ein Mischkanal anschließt,
der in einem, den Brennluftkanal enthaltenden Mischgehäuse ausgebildet ist, besteht
ein weiterer Vorteil darin, daß die Vergaserdüse' benachbart der Umfangswand des
Mischkanals in diesem mündet und gegenüber der Umfangswand um ein geringes Maß vorsteht.
Die Achse der Vergaserdüse liegt dabei parallel zur Schwingrohrachso und ein wesentliches
neue Merkmal bestehi wellenhin darin, daß die Achse des Breunluf@kanals in A@beils
stellung
des Gerätes vertikal angeordnet ist. Praktische Erfabrungenhaben gezeigt, daß die
rechtwinklige Anordnung der Vergaserdüsenachse zur Mischkammerachse nicht nur die
Funktionssicherheit des Gerätes erhöht, sondern auch die Starteigenschaften verbessert
und zu einer gleichmäßigeren Verbrennung führt. Während bei dem bekannten Gerät
in jeder Uberdruckphase der Verbrennung die Kraftstoffzufuhr nicht in die Mischkammer
sondern in entgegengesetzter Richtung in eine Ausgleichskammer erfolgt, wird erfindungsgemäß
erreicht, daß während eines Teils der Uberdruckphase die Kraftstoffzerstäubung in
die Mischkammer noch aufrecht erhalten werden kann. Mit anderen Worten wird die
Zerstäubungsphase des Kraftstoffes in die Mischkammer hinein verlängert.
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Dieser Effekt geht auf die Erzeugung eines statischen Underdruckes
im Mündungsbereich der Vergaserdüse zurück, da das Brennstoff-Luftgemisch in der
Rückstoßphase quer.
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zur Düsenachse strömt.
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Ein weiteres Merkmal des neuen Gerätes, bei dem der Brennluftkanal
in einem Einlaßtopf mündet, welches ein Luftventil aufweist, besteht darin, daß
dem Luftventil ein handbetätigbares Luftabsperrorgan vorgeschaltet ist.
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Dieses Luftabsperrorgan bringt den Vorteil, daß der Brenner durch
Schließen des Luftabsperrorgans abgestellt werden kann, ohne daß das Brennstoffventil
geschlossen werden muß, der Brenner stirbt relativ langsam ab und ein
Nachbrennen
in der Brennkammer wird vermieden.
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Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die
Ausgleichskammer von einem eigenen Gehäuse umschlossen ist, das am Mischgehäuse
lösbar befestigt ist. Zwischen Mischgehäuse und Ausgleichskamnoergehäuse ist ein
Vergaserdüsenhalteblock angeordnet, der mittels einer axialen Steckverbindung mit
dem Mischgehäuse verbunden ist. Zwei achsparalle>-Befestigungsschrauben, die
das Gehäuse der Ausgleichskammer und den llalteblock der Vergaserdüse durchsetzen,
sind in das Mischgehäuse eingeschraubt. Diese beiden Schrauben lassen sich ohne
Spezialwerkzeuge lösen, wodurch das GehAuse der Ausgleichskammer freiliegt und der
Düsenhalteblock aus dem Mischgehäuse herausgezogen werden kann, wonach die Teile
leicht gereinigt werden können.
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Schließlich besteht noch ein sehr wichtiges Merkmal darin, daß in
der Brennstoffzuleitung eine Dosiereinrichtung eingeschaltet ist, die zwischen zwei
Einstellungen ü verschiedenen Brennstoffdurchsatz umschaltbar ist.
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Vorzugsweise ist eine weitere 13instellung vorgesehen, in welcher
die Brennstoff zufuhr unterbrochen ist. Die Dosiereinrichtung bildet also gleichzeitig
das Absperrorgan. Zusätzlich ist die Dosiereinrichtung stufenlos verstellbar, um
eine Justierung zu gestatten. Die erste Betriebsstellung der Dosiereinrichtung ist
für das Vernebeln fertig formulierter Nebellösungen, die leicht entflammbar
bzw.
leicht flüchtig sind angepaßt. Das neue Gerät kann aber gleichfalls zur Vernebelung
von in Wasser gelösten Wirkstoffen verwendet werden, wozu beispielsweise ein um
25 % größerer Brennstoffdurchsatz erforderlich ist. Diesen höheren Brennstoffdurchsatz
bringt die Dosiereinrichtung in in ihrer zweiten Raststellung.
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Das neue Gerät verbessert also nicht nur die Starteigenschaften und
das Brennverhalten im Betrieb, sondern erhöht auch den Einsatzbereich, in dem mit
zwei oder auch mehr vorjustierten Brennstoffdurchsätzen gefahren werden kann und
ermöglicht im übrigen eine schnelle Behebung von Betriebsstörungen beim Zusetzen
des Vergasers. Gleichwohl sind die Herstellungskosten des Gerätes eher niedriger
als bei dem eingangs beschriebenen Gerät.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt sei die
Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vernebelungsgerätes
mit allen notwendigen Komponenten, Fig. 2 eine vertikale Längsschnittansicht durch
die
auf dem Brennstofftank montierte Mischkammeranordnung, einschließlich
Vergaser, Luftventil und Ausgleichskammer und Fig. 3 eine Schnittansicht durch die
in der Brennstoffleitung eingeschaltete DosiereinrichtKwa Das Vernebelungsgerät
gemäß Fig. 1 besteht aus Luftventil 1, Vergaser 2,.Mischrohr 3, Brennkammer 4, Schwingrohr
5, Brennstofftank 6, Kühlluftrohr 7, Startluftpumpe 8, ZünA-einrichtung 9, Behälter
10 für die chemische Lösung, Au.-laßeinrichtung 11, Absperreinrichtung 12, Förderdruckleitung
13, Dosierventil 14, und Notabschalter 15.
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Auf der Tankoberwand 16 ist mittels Scharnier 17 eine Schallhaube
18 angeordnet und mit ihrem Unterrand 19 auf einer Dichtfläche 20 mittels Spannverschluß
23 festgehalten. Die gesamte Haubeninnenwand ist mit einer Schallabsoptionsauskleidung
24 versehen.
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Auf dem Tank 6 ist ein Mischgehäuse 58 montiert, das einen Brennluftzufuhrkanal
57 aufweist, dessen Achse 46 lotrecht angeordnet ist. Das Luftventil 1, das im Brennluftkanal
57 vorgeschaltet ist weist zwei Lochplatten auf, die beide fest montiert sind. Die
untere Lochplatte 28 ist an einem Lufteinlaßtopf 30 befestigt.
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Die obere Lochplatte sitzt an einem Aufsatzring 27 ç
Topfes
30. Zwischen beiden Lochplatten befindet sich eine Schwingmembran 29. Der Oberrand
des Aufsatzes 27 it als Ventilsitzfläche ausgebildet und zwar für eine Verschlußplatte
50, die an einem Bolzen 48 befestigt ltiL, welcher in der Oberwand 45 der Haube
18 verschiebbar gelagert ist und außenseitig einen Handgriff 49 trägt, an (lem sich
eine Feder 69 abstützt. Wird der Griff 49 ¢ er<edrückt und durch Drehen mittels
einer nicht dartJestellten Einrichtung verrastet, ist die Luftzufuhr in die Einlaßkammer
33 des Topfes 30 unterbrochen und der Brenner stirbt langsam ab. Ein Nachbrennen
wird dadurch sicher ausgeschlossen.
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Das Mischgehäuse 58 hat einen horizontalliegenden Mischkanal 34, der
sich koaxial im Mischrohr 3 fortsetzt, dessen Achse in Fig. 1 mit 72 bezeichnet
ist. Der Brennluftkanal 57 mit lotrechter Achse 46 mündet also rechtwinklig in die
Mischkammer 34. Eine Vergaserdüse 32 liegt mit ihrer Achse 71 in derseleben Horizontalebene
wie die Achse 72 des Mischrohres 3, jedoch bildet diese Vergaserdüsenachse 71 mit
der Mischrohrachse 72 ebenfalls einen rechten Winkel. Alle drei Achsen 46, 71, 72
liegen also paarweise rechtwinklig zueinander. Die Vergaserdüse 32 mündet in der
Umfangswand der Mischkammer 34 und steht mit ihrem Aus Maß ende 35 um ein gewisses
Maß 36 vor, ragt also in die Mischkammer etwas herein, und zwar zu dem Zweck, daß
in der R0ckstoßphase des Brennvorganges im Brennkammerrohr 4 das
Gemisch
an der Vorderwand der Vergaserdüse 32 mit hoher Geschwindigkeit entlangströmt, dabei
einen statischen Unterdruck erzeugt, der dafür Verantwortlich ist, daß Brennstoff
nicht nur während der Unterdruckphase in der Mischkammer 34, sondern auch während
eines Teils der Uberdruckphase in die Mischkammer eingeführt wird. Dadurch werden
nicht nur die Starteigenschaften des Schwingfeuer brenners verbessert, sondern auch
dessen gleichförmige Verbrennung selbst.
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Die Vergasserdüse 32 ist in einer Bohrung eines Halteblockes 39 eingesetzt
und steht gegenüber diesem Halteblock vor. Mit dem vorstehenden Ende ist die Düse
in eine koaxiale Bohrung des Mischgehäuses 58 eingesetzt Im Mittelbereich der Vergaserdüse
mündet die Bre.nnstoffzuleitung 40, 41 über eine Umfangsnut, von der eine Anaiil
Radialbohrungen in einen Ringraum münden, der innen von einem in das Vergaserdüsenrohr
eingesetzten Einsatzrohr begrenzt wird. Das Einsatzrohr ist vorn und hinten offen
und steht an der Hinterseite mit einer Bohrung eines separaten Ausgleichsgehäuses
38 in Verbindung, an das bodenseitig eine Kraftstoffrückführleitung in den Tank
angeschlossen ist. Das Ausgleichsgehäuse ist mittels zweier Schrauben unter wischenschaltung
des Lagerblockes 39 für die Vergaserdüse 32 in das Mischgehäuse 58 eingeschraubt.
Die Schrauben können als Flügelschrauben nupgeführt sein, sodaß das Gehäuse 38 der
AusgleIc}lc.kal nIu
ohne Spezialwerkzeuge abgenommen, der Lagerblock
39 axial vom Mischgehäuse 58 abgezogen und die Vergaserdüse 32 herausgeschoben,
sowie das Einsatzrohr aus letzterer herausgezogen werden können. Die Demontage und
die anschließende Montage sind in kürzester Zeit an Ort und Stelle möglich, sodaß
Verstopfungen des Vergasers schnell behoben werden können. Wie sich aus Fig.2 ergibt,
ist die Mittelachse 70 der Ausgleichskammer achsparallel zur Düsenachse 71, jedoch
gegenüber letzterer nach unten versetzt.
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Das Luftventil 1 ist ebenfalls leicht demontierbar, da der Aufsatzring
27 lediglich aus dem Einlaßtopf 30 herausgeschraubt zu werden braucht, wonach die
untere Lochplatte 28 vom mittleren Tragzapfen abgenommen werden kann, um an den
Zwischenraum 31 heranzukommen.
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Die in Fig. 1 schematisch veranschaulichte Brennstoffdosiereinrichtung
42 ist in Fig. 3 im Detail dargestellt.
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In einem Gehäuse 74 der Dosiereinrichtung 42 ist ein Nadelträger 79
undrehbar, aber verschiebbar geführt, der eine Gewindebohrung aufweist, in welcher
eine Düsennadel verschraubbar aufgenommen ist, deren vorderes Ende eine Schrägfläche
85 und deren hinteres Ende einen Betätigungsschlitz 84 aufweist. Das Gehäuse 74
hat im Auslaßende 78 eine koaxiale Bohrung, die einen Teil der Brennstoffleitung
40
darstellt und deren Innenkante 86 mit der Schrägfläche 85 der Düsennadel den Mengendurchsatz
bestimmt. Längs einer Mantellinie des Außenumfanges des Nadelträgers 79 sind drei
Rastausnehmungen 75, 76, 77 in Abständen angeordnet, welche wahlweise mit einer
federbetätigten Rastkugel 81 in Eingriff bringbar sind. In der in Fig. 3 dargestellten
Stellung befindet sich der Nadelträger mit Düsennadel in der Absperrstellung, in
welcher die Düsennadel die Brennstoffleitung 40 versperrt. Wird der Nadelträger
79 etwas herausgezogen, so verrastet die Kugel 81 in der Ausnehmung 76.
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Die SchrägflAche 85 der Düsennadel begrenzt dann einen öffnungsspalt
mit der Kante 86. In dieser Stellung fließt eine vorbestimmte Brennstoffmenge durch
die Leitung. Die Einjustierung dieses Durchsatzes wird durch Verschrauben der Dosiernadel
im Nadelträger 79 vorgenommen. Nachdem der gewünschte Durchsatz erreicht ist, wird
ein Schraubbol7.en 83 in eine axiale Gewindebohrung des Nadelträgers 79 eingeschraubt,
bis die Stirnfläche gegen die benachbarte Stirnfläche der Dosiernadel stößt, sodaß
diese gegen unabsichtliches Verdrehen gesichert ist. Mittels eines handgriffes 80
am Ende des Schraubbolzens 83 kann die Doslernadel in die nächste Raststellung herausgezogen
werden, in welcher die Kugel 81 in die Ausnehmung 77 einrastet.
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Entsprechend der Neigung der Schrägfläche 85 bedeutet die Mehröffnung
des Brennstoffdurchlasses eine Durchsatzerhöhung von etwa 25 %. Diese Einstellung
der IDosiereinrichtung ermöglicht es nicht nur fertigformulierte Ns
lösungen
zu-vernebeln, wofür die mittlere Raststellung 76, 81 des Nadelträgers bestimmt ist,
sondern auch von in Wasser gelöste Wirkstoffe zu vernebeln, weil in der zweiten
Raststellung 81, 77 ein vorbestimmter Brennstoffmehrdurchsatz erreicht wird, der
z.B, 25 % beträgt, wodurch in der Brennkammer 4 ein Uberladungseffekt erreicht wird.
Die Flamme brennt dann durch das Schwingrohr 5 hindurch. Die mittlere Abgastemperatur
erhöht sich maßgeblich.
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L)lc Gasgeschwindigkeit steigt und dank der höheren kinetischen Energie
können auch stark wasserhaltige Lösungen gut vernebelt werden. Das Maß 87 in Fig.
3 zwischen den beiden Ausnehmungen 76, 77 bestimmt die Brennstoffdurchsatzsteigerung.
Der Vorderteil 78 des Gehäuses 74 hat ein Schraubgewinde mit dem es in eine Standgehäuse
oberhalb des Benzintanks eingeschraubt ist. Die Brennstoffzufuhrleitung mündet in
einer Ringkammer, welche über Radialbohrungen 82 mit der Innenkammer des Gehäuses.
74 kommuniziert.
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Zur Vervollständigung des Gerätes sind in Fig. 1 weiterhlll dargestellt:
Zwei RUckschlagventile 51 in der Förderdt'uckleitung 13 und in der Verbindungsleitung
zwischen ,uftpumpe und Ausgleichsbehälter 38, ein Verlängerungsrohr 62, welches
das Schwingrohr 5 mit Radialabstand umgibt und im Kühlrohr 7 verschiebbar gelagert
ist, ein Nebelstutzen 63, dessen Auslaßöffnung 44 etwas vor der Auslaßöffnung 43
des Schwingrohres 5 liegt, vier Taschenlampenbatterien 64 zur Speisung einer Zündspule
65, die freiliegend
an der vergaserseitigen Stütze 66 des Behälters
10 befestigt ist, eine Saugleitung 68, die nahe dem Boden 67 des Behälters 10 mit
der Auslaßleitung 11 verbunden ist sowie eine handbetätigbare Entlüftungseinricht-ung
73 um den stromabseitigen Teil der Rohrleitung 11 entleeren zu können, sowie schließlich
ein Schalldämmelement 61 in Form eines Ringkörpers, der in die Einlaßöffnung 60
des Kühlluftrohres 7 eingesetzt ist.
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