DE3335144A1 - Einlassbrenner - Google Patents

Description

3335U4

Einlaßbrenner

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einlaßbrenner gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Einlaßbrenner zur Verwendung in Dieselmotoren zur Beheizung der durch ein Lufteinlaßsystem einströmenden Luft, um ein einwandfreies und zuverlässiges Starten des Motors zu ermöglichen. Weiter insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Einlaßbrenner, der aus einem Keramikmaterial hergestellt ist und einen darin eingebetteten Heizwiderstand aufweist.

Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren haben in kalter Umgebung, insbesondere in kälteren Jahreszeiten, Startschwierigkeiten, weil der Brennstoff nicht lediglich durch Kompression von Luft mit niedriger Temperatur in den Motorzylindern entzündet wird.

Um dieses Problem zu beheben, besitzt der in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Motor ein Lufteinlaßsystem 2, das ausgerüstet ist mit einem einlaßseitig angeordneten Einlaßbrenner 3, welcher im folgenden stets kurz mit Einlaßbrenner bezeichnet ist, um durch Verbrennung von Brennstoff die durch das Lufteinlaßsystem 2 einströmende Luft zu beheizen, wodurch das Startvermögen des Motors verbessert wird.

Figuren 2 und 3 zeigen unterschiedliche Arten bekannter Einlaßbrenner. Der mit 3a in Fig. 2 bezeichnete Einlaßbrenner ist auf einem Einlaßrohr 4 angeordnet und besitzt ein Brennerende 5, das sich in ein Lufteinlaßsystem 2 erstreckt, um durch Verbrennung von zugeführtem Brennstoff die in das Lufteinlaßsystem 2 einströmende Luft zu beheizen. Der Einlaßbrenner 3a besteht aus einem Brennstoffzuführrohr 6 für die Zufuhr von

mittels einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe zugeförderten Brennstoffs zum Brennerende 5 und einen Heizwiderstand 7, welcher um das Brennstoffzuführrohr 6 zur Erwärmung des Brennstoffs angeordnet ist. Der Heizwiderstand 7 umfaßt eine Nichrom-Drahtspule, die bei Aufbringen einer Spannung auf einer nicht dargestellten Spannungsquelle erwärmt werden kann. Der von einem Einlaß 6a des Brennstoffzuführrohrs 6 strömende Brennstoff wird durch eine Öffnung 6b zugemessen und gelangt durch das Brennstoffzuführrohr 6. Der Brennstoff wird dann vergast, indem er durch den Heizwiderstand 7 erwärmt wird, und der vergaste Brennstoff erreicht das Brennerende 5, von welchem er in das Lufteinlaßsystem 2 strömt, in welchem das Brennstoffgas erhitzt und durch den Heizwiderstand 7 entzündet wird, um die in den Motor 1 einströmende Luft zu erwärmen.

Der Einlaßbrenner 3a leidet jedoch unter den nachfolgenden Nachteilen:

(1) Der Heizwiderstand 7 umfaßt einen freiliegenden Nichrom-Draht für eine wirksame Wärmeabstrahlung und falls eine hohe Spannung auf den Heizwiderstand 7 aufgegeben wird, um letzteren zu erhitzen, bis er glüht, um den Motor 1 in einer verringerten Zeitspanne zu starten, besteht die Gefahr, daß der Heizwiderstand 7 oxydiert oder korrodiert und zwar durch Schwefeloxyde, die durch Verbrennung von Schwefel im Treibstoff erzeugt werden. Der Heizwiderstand 7 ist damit bruchanfällig und somit weniger dauerhaft. Um dies zu vermeiden, muß der Heizwiderstand 7 langsam erhitzt werden, so daß der Motor 1 nicht schnell gestartet werden kann.

(2) Der Heizwiderstand 7 ist unmittelbar der einströmenden Luft mit niedriger Temperatur ausgesetzt. Wenn der Motor 1 durch Erregung eines Startermotors gestartet wird, wird der Heizwiderstand 7 durch eine erhöhte Luftmenge abgekühlt und ist nicht im Stande, den Brennstoff zu verbrennen, wodurch ein glatter Start des Motors 1 nicht gewähr-

leistet wird.

Der in Fig. 3 dargestellte Einlaßbrenner ist allgemein mit 3b bezeichnet und besitzt ein Außenrohr 8, das als Außengehäuse dient und an einem Lufteinlaßrohr 4 befestigt ist und sich in dieses erstreckt. Ferner besitzt der Einlaßbrenner eine Heizeinrichtung 12, welche eine metallische Hülle 9 besitzt, in welcher ein Heizwiderstand 10 in Form einer Nichrom-Drahtspule und ein Körper aus Pulver 11 untergebracht ist, wie etwa Magnesiumoxyd, welches zur Erhöhung der Wärmekapazität in der metallischen Hülle 9 angeordnet ist. Die Heizeinrichtung 12 kann durch Erwärmung des Heizwiderstands 10 bei Aufbringen einer Spannung über eine Klemme 13 an einem Außenende des Außenrohrs 8 erwärmt werden. Der Einlaßbrenner 3b besitzt ferner eine Brennstoffzuführdüse 14, die außerhalb des Lufteinlaßsystems 2 angeordnet und mit einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe verbunden ist. Die Brennstoffzuführdüse 14 kommuniziert mit einem Vergasungsbereich 15. Von der Brennstoff zuführdüse 14 zugeführter Brennstoff wird im Vergasungsbereich 15 erhitzt und vergast und der vergaste Brennstoff wird längs einer äußeren Umfangsflache der Heizeinrichtung 12 in deren Längsrichtung zugeführt. Der Einlaßbrenner 3b besitzt einen Verbrennungsbereich 16, der sich in das Lufteinlaßsystem 2 erstreckt und zur zusätzlichen Erhitzung dient, und den vergasten '•Brennstoff, der vom Vergasungsbereich 15 zugeführt wird, verbrennt, um dadurch die einströmende Luft zu erhitzen. Ein röhrenförmiger Halter 17 ist im Außenrohr 8 angeordnet und umgibt die äußere Umfangsfläche der Heizeinrichtung 12 in deren Längsrichtung. Der Halter 17 dient dazu, den Zwischenraum zwischen sich und der Heizeinrichtung 12 mit dem kontinuierlich von der Brennstoffzuführdüse 14 zugeführten Brennstoff zu füllen und den Brennstoff vom Vergasungsbereich 15 dem Verbrennungsbereich 16 zuzuführen, um die Vergasung des Treibstoffs zu fördern. Eine röhrenförmige Hülse 18 verhindert ein Herausschlagen der Flammen des verbrannten Brennstoffs durch die mit hoher Geschwindigkeit zuströmende Einlaßluft.

₉ 33351U

Der auf diese Weise aufgebaute Einlaßbrenner 3b besitzt jedoch die folgenden Nachteile;

(1) Die metallische Hülle 9 wird indirekt durch den Heizwiderstand 10 durch den Körper aus Magnesiumoxydpulver 11 erhitzt, der den Heizwiderstand 10 gegenüber der Atmosphäre isoliert und in die metallische Hülle 9 gefüllt ist, um den. Heizwiderstand 10 sicher in der Heizeinrichtung zu halten. Dieser Aufbau führt zu einer erhöhten Zeitspanne, um die Heizeinrichtung 12 zu erhitzen, so daß eine Zeitverkürzung zum Starten des Motors 1 nicht erreicht werden kann.

(2) Da das Pulver 11, wie etwa Magnesiumoxyd, in die metallische Hülle 9 gepackt ist, besitzt der spulenförmige Heizwiderstand 10 unregelmäßige Teilungsabstände und kann manchmal kurzgeschlossen werden. Diese durch die Konstruktion bedingte Schwierigkeit resultiert in einer mangelhaften Temperatursteuerung, Ferner kann eine gewünschte Temperaturverteilung nicht über die vom Vergasungsbereich 15 zum Verbrennungsbereich 16 führende Zone gewährleistet werden. Eine übermäßige Verbrennung, die aus den vorher genannten Nachteilen resultiert, verbraucht zu viel Sauerstoff im Lufteinlaßsystem 2„ welches zu wenig Sauerstoff besitzt. Alternativ kann die Heizeinrichtung 12 nicht insgesamt ausreichend erhitzt werden, was zur Folge hat, daß der Brennstoff nicht glatt entzündet wird oder die Flammen absterben. Demgemäß kann ein einwandfreies Startvermögen nicht erreicht werden.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Nachteile ist bei der Konstruktion der Erfindung Keramikmaterial für die Heizeinrichtung eines Einlaßbrenners verwendet worden aufgrund seiner guten Hitze-, Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit. Es hat sich herausgestellt, daß die Schwierigkeiten der bekannten Einlaßbrenner dadurch behoben werden können, indem die gesamte Heizeinrichtung 19 (Fig. 4 der Zeichnung) in Form

•-ν

₁₀ 3335U4

einer Stange und aus Keramikmaterial hergestellt wird und ein Heizwiderstand 20, wie etwa Wolframdraht, in die Heizeinrichtung 19 eingebettet wird, wobei die Heizeinrichtung 19 durch einen Halter 21 abgestützt ist.

Für den Aufbau eines solchen Einlaßbrenners müssen jedoch folgende Umstände berücksichtigt werden:

1) Wenn Brennstoff von einer nicht dargestellten Brennstoffzuführdüse zugeführt wird, wird lediglich ein Vergasungsbereich 22 zwischen dem Halter 21 und der Heizeinrichtung 19 gekühlt und der Widerstand des Heizwiderstands 20 im Vergasungsbereich 22 wird aufgrund eines Temperaturabfalls reduziert, woraus ein teilweiser Spannungsabfall resultiert. Obgleich ein Verbrennungsbereich 23 um die Heizeinrichtung 19, der aus dem Halter 21 ragt, einem Luftstrom niedriger Temperatur unterworfen ist, ist der Heizwiderstand 20 einer erhöhten Spannung unterworfen und erzeugt eine starke Hitze. Wo der eingebettete Heizwiderstand 20 eine einzige Konstruktion mit gleichmäßiger Spulenteilung ist, ist die Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 19 über die Länge der Heizeinrichtung 19 im wesentlichen gleichmäßig, wie durch die strichpunktierte Linie A in Fig. 4 gezeigt ist, d.h. vom Vergasungsbereich 22 zum Verbrennungsbereich 23 vor Brennstoffzufuhr. Wenn Brennstoff in den Vergasungsbereich 22 zugeführt wird, wird letzterer teilweise übermäßig abgekühlt und ist nicht imstande, den Brennstoff einwandfrei zu vergasen. Der Heizwiderstand 20 im Verbrennungsbereich 23 wird übermäßig auf eine Oberflächentemperatur höher als eine zulässige maximale Temperatur T (dargestellt durch die festausgezogene Linie B)

Iu α. Χ

für das Keramikmaterial der Heizeinrichtung 19 erhitzt. Die Heizeinrichtung 19 ist dann gegen Sprünge aufgrund der übermäßigen Hitze anfällig oder der Heizwiderstand 20 neigt zu einem Bruch. In Fig. 4 ist mit T„ eine niedrigste Oberflächentemperatur bezeichnet, die für die BrennstoffentzUndung notwendig ist. T, bezeichnet eine niedrigste

_n 3335U4

Oberflächentemperatur, die für die Brennstoffvergasung erforderlich ist. Mit 24 ist eine Stromquelle bezeichnet. Falls die aufgebrachte Spannung niedrig ist, um die oben bezeichneten Nachteile zu beheben, dann würde die gesamte Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 19 auf ein gleichmäßiges Maß abgesenkt und der Vergasungsbereich könnte nicht den Brennstoff vergasen oder irgendwelcher vergaster Brennstoff würde nicht gezündet werden, weil der Verbrennungsbereich 23 der einströmenden Luft frei ausgesetzt ist.

2) Aufgrund den später beschriebenen Einschränkungen hinsichtlich der Form der Heizeinrichtung 19 ist die Heizeinrichtung 19 mit im wesentlichen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt ausgebildet, wobei ein großer Zwischenraum zwischen der Heizeinrichtung 19 und dem Halter 21 gelassen ist, der eine zylindrische Form besitzt^ wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Wenn Brennstoff von einer Brennstoffzuführdüse 25 auf die Außenfläche der Heizeinrichtung 19 zugeführt wird, füllt der Brennstoff den Halter 21 nicht schnell während einer anfänglichen Brennstoffzuführperiode und im wesentlichen kein Brennstoff wird auf eine untere Fläche 19a der Heizeinrichtung 19 entfernt von der Brennstoffzuführdüse 25 aufgegeben. Im Anfangszeitraum der Bronnstoffzuführung trägt somit die untere Heizerfläche 19a nicht zur Brennstoffvergasung bei. Da die untere Heizerfläche 19a mit weitem Abstand sich zu einer inneren Wand 21a des Halters unterhalb der Heizeinrichtung 19 befindet, bildet sich dazwischen ein Pool von Brennstoff, der nicht erhitzt wird, jedoch aus dem Zwischenraum zwischen Heizeinrichtung 19 und Halter in Richtung des Pfeils C ausströmt. Dies hat zur Folge, daß der Brennstoff nicht einwandfrei im Vergasungsbereich 22 vergast wird, der durch den Halter 21 umgeben ist, und zwar auch dann, wenn die Heizerleistung gut ist. Ferner kann der Brennstoff nicht sofort und zuverlässig im Verbrennungsbereich 23 entzündet worden. Es ist wünschenswert,

33351U

dieses Problem mit Hinsicht auf eine stabile Brennstoffverbrennung zu beseitigen. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß jeglicher nicht vergaster Brennstoff aus dem Außenrohr in das Lufteinlaßrohr 4 strömt und dort aufgefangen wird, wodurch das Lufteinlaßsystem 2 beschädigt wird.

3) Wo der Halter 21 komplementär zur Heizeinrichtung 19 geformt ist, um das oben in Zusammenhang mit (2) genannte Problem zu vermeiden, sollten die folgenden Schwierigkeiten gelöst werden: VlIe in Fig. 7 der Zeichnung dargestellt, ist ein Stützglied 26 aus Metall zur Befestigung der Heizeinrichtung 19 am nicht dargestellten Außenrohr auf der Heizeinrichtung 19 benachbart des Vergasungsbereichs 22 montiert. Das Stützglied 26 besitzt eine Öffnung 26a mit quadratischem oder rechteckförmigem Querschnitt, in welcher die Heizeinrichtung 19 angeordnet ist, und weist eine äußere zylinderförmige Umfangsflache 26b auf, welche in einer inneren zylinderförmigen Umfangsfläche des Außenrohrs angeordnet ist. Das Stützglied 26 besitzt eine Schulter, so daß es durch einen in ein Ende des Außenrohrs eingeschraubten Bolzen angedrückt und in Lage gehalten wird. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, "ist die Heizeinrichtung 19 durch den Halter 21 zwischen dem Vergasungsbereich 22 und dem Verbrennungr-bereich 23 zur Förderung der Brennstoffvergasung abgedeckt. Der Halter 21 besitzt eine innere Umfangsfläche 21b mit quadratischem oder rechteckförmigem Querschnitt und zwar mit einem gleichen Abstand zu einer äußeren Umfangsfläche 19b der Heizeinrichtung 19. Der Halter 21 besitzt ferner eine äußere zylindrische Umfangsfläche 21c,die in der innerenzylindrischen Umfangsfläche des Außenrohrs angeordnet ist. Der Halter 21 besitzt einen Brennstoffeinlaß 27, durch den Brennstoff aus der Brennstoffzuführdüse 25 eingeführt wird.

Der Halter 21 und dis Stützglied 26 besitzen innere Umfangsf lachen 21b, 26a mit quadratischem oder rechteckfor-

₁₃ 33351U

migem Querschnitt und ihre äußeren Umfangsflachen 21c, 26b besitzen eine zylindrische Form aufgrund der Einschränkungen hinsichtlich des Aufbaus der Heizeinrichtung 19 und aus Gründen der vereinfachten Herstellmöglichkeit des Außenrohrs, dessen innere Zylinderfläche leicht bearbeitet werden kann. Ein solcher Halter 21 und Stützglied 26 können durch maschinelle Bearbeitung eines zylindrischen Körpers oder dicken Rohrs durch ein maschinelles Stoßverfahren hergestellt werden, wie aus den Figuren 7 und ersichtlich. Alle rc¹. Inns ist ein derartiges Herstellverfahren sehr komplex vr'\ ff.r die Massenherstellung nicht geeignet. Ferner würden maschin -11 bearbeitete Produkte zu dick sein, woraus sich erhöhte Materialkosten und ein erhöhtes Gewicht ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfach aufgebauten Einlaßbrenner bestehend aus einer Heizeinrichtung aus Keramikmaterial und einem darin eingebetteten Heizwiderstand zu schaffen, welcher einer, dauerhaften Betrieb gewährleistet, rasch innerhalb einer verringerten Zeitspanne zum Zwecke einer zuverlässigen Bronnstoffentzündung erhitzt wird und die Flammen des verbrannten Brennstoffs stabil hält, um das Startvermögen des Motors zu verbessern.

Ein weiterer Aspekt dor Erfindung besteht darin, einen derart aufgebauten Einlaßbrenner zu schaffen, daß die Widerstandsverteilung eines Keizv.-idcrntarids und die Temperaturverteilung der Heizeinrichtung froi bestimmbar ist und für eine genaue Temperatursteuerung der Heizeinrichtung gesteuert ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Einlaßbrenner zu schaffen, der eine Heizeinrichtung mit unterschiedlichen Außenprofilen umfaßt, d.h. veränderte Wärmeabstrahlflächen oder Wärmekapazitäten im Vergasungs- und Verbrennungsbereich, derart, daß die Heizeinrichtung auf eine vorbeschriebene Temperaturverteilung gehalten werden kann, wenn sie durch Brennstoffzufuhr und einströmende Luft abge-

33351U

kühlt wird.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, einen Einlaßbrenner zu schaffen, bei welchem in einem Anfangszeitpunkt vor Einfüllung in einom Halter zugeführter Brennstoff, wirksam vergast werden kann, um eine sofortige und zuverlässige Entzündung von Brennstoff durch die Heizeinrichtung zu ermöglichen.

Eine weitere Aufcrabe dor Erfindung besteht darin, einen Einlaßbrenner zu schaffen, welcher mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit und in Massenproduktion herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

a) ein an das !Sinlaßrchr befestigbares Außenrohr,

b) eine im Außenrohr angeordnete und aus keramischem Material hergestellte Heizeinrichtung mit einem darin aufgenommenen Heizwiderstand zur Eildung eines Vergasungsbereichs zum Vergasen von zugeführtem EirennstofZ längs einer Fläche der Heizeinrichtung und zur Bildung eines Verbrennungsbereichs zum Verbrennen von vergastem Brennstoff, welcher vom Vergasungsbereich zugeführt ist,

c) einen die Heizeinrichtung mit Abstand umgebenden Halter, der um die Heizeinrichtung den Vergasungs- und Verbrennungsbereich begrenzt,

d) eine Brennstoffzuführeinrichtung für die Zufuhr von Brennstoff in den Vergasungsbereich um die Heizeinrichtung sowie

e) durch ein die Heizeinrichtung am Außenrohr befestigendes Stützglied.

Die Heizeinrichtung besitzt ferner einen quadratischen Querschnitt über eine Länge der Heizeinrichtung, wobei der Halter einen zylinderförmigon rohrartigon Aufbau in Längsrichtung aufweist. Ferner ist es zweckmäßig, daß eine Kante bzw. Ecke der Heizeinrichtung nahe und mit Abstand zu einer inneren

₁₅ 3335H4

Bodenwand des Halters angeordnet ist. Wahlweise besitzt die Heizeinrichtung einen quadratischen Querschnitt über eine Länge der Heizeinrichtung, v/obei der die Heizeinrichtung umgebende Halter mit einem im v/esentlichen gleichen Abstand zwischen einer inneren Umfangsflache des Halters und einer äußeren Umfangsflache der Heizeinrichtung angeordnet ist. Der Heizwiderstand beinhaltet zweckmäßigerweise einen ersten Heizwiderstand zur Erhitzung der Heizeinrichtung und einen zweiten Heizwiderstand zur Erhitzung eines Grenzbereichs zwischen dem Verbrennungs- und Vergasungsbereich, um die Entzündung des vergasten Brennstoffs r'u fördern.

Nachfolgend v/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Lufteinlaßsystem für einen Verbrennungsmotor,

Fig. 2 und 3 Querschnittsr.nsichten konventioneller Einlaßbrenner ,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Heizeinrichtung mit einem eingebetteten Heizwiderstand mit gleichmäßiger SpulenteiJunq basierend auf den Grundprinzipien der ^Erfindung, zusammen mit einem Diagramm, welches die Obcrflächer.tempcraturverteilungen über die Heizeinrichtung aufzeigt,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines in Fig. 4 durch Kreis R bezeichneten Teils,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI von Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Stützglieds,

₁₆ 3335U4

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines konventionellen Halters,

Fig. 9 einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Einlaßbrenners,

Fig. 10 ein Diagramm, v/clches eine Heizeinrichtung mit einem darin eingebetteten Heizwiderstand gemäß einer ersten Ausführungsform dor Erfindung zeigt, zusammen mit einem Diagramm, die die Oberflächentemperaturverteilungcn über die Heiseinrichtung aufzeigt,

Fig. 11 ein Diagramm, welches eine Heizeinrichtung mit eingebetteten ersten und zweiten Heizwiderständen gemäß einer zv/eiten Ausführungsform zeigt und zwar
zusammen mit einem Diagramm zur Darstellung der
Oberflächentemperaturverteilungen über die Heizeinrichtung,

Fig. 12 ein Diagramm einer Heizeinrichtung gemäß einer Abänderung einer zweiten Ausführungsform zusammen mit einem Diagramm, welches die Oberflächentemperaturverteilungen über die Heizeinrichtung zeigt,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer Heizeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 14 eine Schnittansicht längs der Linie XIV-XIV von
Fig. 13,

Fig. 15 eine Schnittansicht längs der Linie XV-XV von Fig. 14,

Fig. 16 eine Schnittansicht zur Darstellung der Ausbildung einer Heizeinrichtung aus keramischem Material gemäß der Erfindung,

₁₇ 33351U

Fig. 17 eine Schnittansicht einer Heizeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zusammen mit einem Diagramm zur Darstellung der Oberflächentemperaturverto.ilungcn über die Heizeinrichtung,

Fig. 18 eine perspektivische Ansicht eines in Fig. 9 mit Kreis U bezeichneten Abschnitts einer Heizeinrichtung zvr Darnteilung der Kombination einer Heizein richtung ur.'¹. eines Halters gemäß einem vierten Aus f ühbiil

Fig. 19 eine Schnittansicht längs der Linie XIX-XIX von Fig. 18,

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines mit Kreis U in Fig. 9 bezeichneten Teils einer Heizeinrichtung zur Darstellung einer Kombination aus Heizeinrichtung und Halter gemäß einem fünften Ausführungsbeispxel,

Fig. 21 eine Schnittancicht längs der Linie XXI-XXI von Fig. 20,

Fig. 22 eine Schnittansicht einer Heizeinrichtung mit einem rechteckförmigen Querschnitt,

Fig. 23 eine Schnitt-Ansicht längs der Linie N2-N2 von Fig. 23A einer Heizeinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsboispiel,

Fig. 23A eine Schnittansicht längs der Linie N1-N1 von Fig. 23,

Fig. 24 eine Schnittansicht einer Heizeinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel und zwar Schnitt längs Linie 02-02 von Fig. 24A,

3335U4

Fig. 24A eine Schnittansicht längs der Linie 01-01 von Fig. 24,

Fig. 25 eine Schnittansicht einer Heizeinrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel und zwar Schnitt längs Linie P2-P2 von Fig. 25A,

Fig. 25A eine Schnittansicht längs der Linie P1-P1 von Fig. 25,

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht eines Stützglieds gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,

Fig. 27 eine perspektivische Ansicht eines Halters für das neunte Ausführungsbeispiel,

Fig. 28 eine Schnittansicht eines Einlaßbrenners gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel sowie

Fig. 29 und 30 Teilansichten von Einlaßbrennern in Abänderung des neunten Ausführungsbeispiels.

Im Nachfolgenden werden bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 9 zeigt einen Einlaßbrenner, der allgemein mit 28 bezeichnet und an einem Lr.fteinlaßrohr 4 befestigt ist sowie sich in dieses erstreckt, um die durch den Einlaß strömende Luft durch zugeführten Brennstoff zu erwärmen. Der Einlaßbrenner 28 umfaßt ein hohlen Außenrohr 29, welches als Außengehäuse dient und mittels einer Mutter 30 am Lufteinlaßrohr 4 befestigt ist. Die Mutter 30 ist auf ein Ende des Außenrohrs 29 aufgeschraubt. Das Außenrohr 29 umfaßt eine röhrenförmige Schutzabdeckung 31, die an seinem Ende befestigt ist und in ein Lufteinlaßsystem 2 vorsteht, sowie eine Brennstoffzuführduse 34, die auf einem im wesentlichen zentralen Abschnitt des Außenrohrs 29 montiert ist und mit einem Vergasungsbereich 33 um eine Heizeinrichtung 32 verbunden ist. Die Brennstoff zuführdüse 34 dient zur Zuführung von Brennstoff in den Vergasungsbereich 33. Die Brennstoffzuführdüse 34 besitzt einen Brennstoffeinlaß 34a, welcher radial außerhalb des Außenrohrs 29 angeordnet und beispielsweise mit Brennstoff aus einer nicht dargestellten Brennstoffpumpe versorgt ist. Der durch den Brennstoffeinlaß 34a zugeführte Brennstoff wird durch eine öffnung 34b zugemessen, die innerhalb des Brennstof feinlasses 34a angeordnet ist, und wird dann in den Vergasungsbereich 33 um die Heizeinrichtung 32 geführt. Die Schutzabdeckung 31 besitzt Luftöffnungen 31a in ihrer Umfangswand, um ein Herausschlagen von Flammen in einen Verbrennungsbereich 3 5 um die Heizeinrichtung 32 zu verhindern um einen Teil von Einlaßluft einzuführen, so daß der verdampfte bzw. vergaste Brennstoff verbrannt werden kann.

Die Heizeinrichtung 3 2 ist innerhalb des Außenrohrs 29 angeordnet und die Schutzabdeckung 31 ist damit verbunden. Die Heizeinrichtung 32 besitzt die Form einer Stange, die sich in Längsrichtung in den Einlaßbrenner 28 erstreckt und in dem Lufteinlaßsystem 2 angeordnet ist und sich aus diesem erstreckt. Die Heizeinrichtung 32 wirkt mit einem Halter 36

zusammen um den Vergasungsbercich 33 zu bilden, der mit der Brennstoffzuführdüse 34 verbunden und durch den Halter 36 umgeben ist, so daß zugeführter Brennstoff zur Vergasung längs der Oberfläche der Heizeinrichtung 32 erwärmt wird. Der Verbrennungsbereich 3 5 ist um die Heizeinrichtung 32 und innerhalb der Schutzabdeckung 31 und des Halters 36 gebildet, um den vergasten Brennstoff aus dem Vergasungsbereich 33 zu verbrennen, indem der verernste Brennstoff in Kontakt mit Einlaßluft gebracht wird. Die Heizeinrichtung 32 ist in einem aus Keramikmaterial durch eine Warmpresse gebildet. Ein Heizwiderstand 37 in Form eines Wolframdrahts mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm ist in der Heizeinrichtung 32 eingebettet. Das Keramikmaterial umfaßt Siliziumnitrid (Si₃N₄), welches in hohem Maße gegen Wärmebeanspruchung widerstandsfähig ist, so daß die Heizeinrichtung 32 auf einer hohen Temperatur gehalten werden kann, um eine ununterbrochene und stabile Brennstoffverbrennung zu bewirken. Das den Heizwiderstand 37 aus Wolfram umgebende Keramikmaterial verhindert eine Oxydation des Widerstands 37 und ermöglicht ferner, daß der Widerstand 37 zur Erhöhung der Erwärmungsgeschwindigkeit dient. Das Wolfram besitzt einen großen Temperaturkoeffizient für den Widerstand, um sofort eine erhöhte Wärmemenge zu erzeugen und dient somit zur Erhitzung des hoch wärmebeständigen Keramikmaterials, um die Oberflächentemperatur der Heizeinrichtung 32 sofort zu erhöhen und den Brennstoff zu verdampfen oder zu zünden.

Der röhrenförmige Halter 3 6 ist um und mit radialem Abstand außerhalb der Heizeinrichtung 32 angeordnet, wobei der Vergasungsbereich 33 und der Verbrennungsbereich 35 dazwischen angeordnet sind. Ein Ende des Halters 3 6 ist am Außenrohr 29 befestigt, so daß in den Halter 36 zugeführter Brennstoff in den Raum zwischen Halter 36 und Heizeinrichtung 32 eingefüllt werden kann und auch um den im Vergasungsbereich 33 verdampften Brennstoff längs der Heizeinrichtung 32 in den Verbrennungsbereich 35 innerhalb des Lufteinlaßsystems 2 zu führen.

₂₁ 3335U4

Ein röhrenförmiges Stützglied 3 8 ist auf einem Abschnitt der Heizeinrichtung 3 2 in dein Vergasungsbereich 33 außerhalb des Lufteinlaßsystems 2 dor Brennstoffzuführdüse 34 gegenüberliegend angeordnet, um zu verhindern, daß der Abschnitt der Heizeinrichtung durch den zügeführten Brennstoff rapide abgekühlt wird. Das Stützglied 33 besitzt einen Endabschnitt 3 8a mit einem größeren Durchmesser, der durch einen hohlen und in das Außenende des Außenrohrs 29 geschraubten Bolzen 39 gegen eine Ringdichtung 40 an eiro Schulter 29a des Außenrohrs 29 gedrückt ist, um die Heizeinrichtung 32 in Lage zu halten. Ein Ende 32a der Heizeinrichtung 32 ragt aus dem Stützglied 38 und eine Elektrode 41, mit welcher ein Ende des Heizwiderstands 37 verbunden ist, ist auf dem Ende 32a der Heizeinrichtung angeordnet. Die Elektrode 41 ist gegen ein Ende einer Stange 45 mittels Muttern 42 und Platten 43 gehalten, die darauf montiert sind. Die Stange 45, die Muttern 42 und die Platten 43 bilden gemeinsam eine Klemme 44. Ein Leitungsdraht 46, der mit der Klemme 44 verbunden ist, ist mit der Elektrode 41 verbunden. Von einer nicht dargestellten Stromquelle wie etwa einer Batterie, wird auf die Elektrode 41 Spannung über die Klemme 44 und dem Bleidraht 4 6 aufgegeben. Der Heizwiderstand 3 7 besitzt ein Masseende, welches mit dem Einlaßrohr 4 durch das Stützglied 3 8 und das Außenrohr 29 verbunden ist, welche aus Metall hergestellt sind.

Die Betriebsweise des Einlaßbrenners mit dem obigen Aufbau wird im folgenden beschrieben.

Um den Motor zu starten wird ein schlüsselbetätigter Schalter gedreht, um den Heizwiderstand 37 von der Stromquelle, wie etwa eine Batterie, mit einer Spannung zu beaufschlagen. Wenn die gesamte Heizeinrichtung 32 aus Keramikmaterial rapid durch den Heizwiderstand 37 des Wolframdrahts erhitzt ist, wird durch die Brennstoffpumpe Brennstoff in den Verdampfungsbereich 33 um die Heizeinrichtung 32 durch die Brennstoffzuführdüse 34 zugeführt. Dor in den Halter 36 gefüllte Brennstoff wird im Vergasungcbcrcich 33 um die Heizeinrichtung 32

33351U

vergast, die durch den Heizwidorstand 37 erhitzt wird. Der vergaste Brennstoff gelangt dann vom Halter 36 zum Verbrennungsbereich 35 um die Heizeinrichtung 32 außerhalb des Halters 36. Der vergaste Brennstoff wird aus dem Halter 36 heraus in Kontakt mit einem Toil der Einlaßluft geführt und gezündet sowie im Verbrennungsbereich 3 5 verbrannt, um den Luftstrom zu erhitzen. Die erhitzte Luft wird dann in die Motorzylinder geführt, um die Brenn:;toffzündung und Verbrennung in den Motorzylindern zu ermöglichen, so daß der Motor schnell gestartet werden kann und stotig dreht.

Bei dem erf indungsgcmär.en Aufbau ist die Heizeinrichtung 32 aus Keramik hergestellt und der Heizwiderstand 37 aus Wolfram in der Heizeinrichtung 32 eingebettet. Da der Wolframdraht augenblicklich sehr viel Wärme erzeugen kann, kann die Heizeinrichtung 32 insgesamt sehr schnell auf eine hohe Temperatur innerhalb einer verkürzten Zeitspanne erwärmt werden. Die Heizeinrichtung 32, die auf einer hohen Temperatur gehalten ist, kann den Brennstoff zwei oder drei Sekunden nach Aufbringen einer Spannung auf die Heizeinrichtung entzünden. Da das Keramikmaterial gegenüber Hitze, Oxydation und Korrosion in hohem Maße widerstandsfest ist, ist die Heizeinrichtung 32 dauerhaft und zuverlässig. Sogar dann, falls die Heizeinrichtung 32 auf einer hohen Temperatur gehalten und der Einlaßluft ausgesetzt wir-d, kann eine stabile Brennstoffverbrennung bei einem verbesserten Startvermögen aufrechterhalten werden. Mit dem Wolframdraht mit einem hohen Temperaturkoeffizient, der als Heizwiderstand 37 verwendet wird und im Keramikmaterial eingebettet ist, kann die Heizeinrichtung 32 leicht in der Temperatur gesteuert werden, um einen Betrag an elektrischem Strom durch die Heizeinrichtung auszuwählen und ein Zeitintervall der Erregung, welche für eine Umgebungstemperatur geeignet sind, um die Menge des Brenn:;toL'[stroitis, die Motorcharakteristika und andere Faktoren zu wählen.

Basierend auf den obigen Grundsätzen werden nachfolgend verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrie-

₂₃ 33351U

ben.
Beispiel 1:

Diese Ausführungsform int hauptsächlich zur Lösung des oben unter (1) bezeichneten Problems bestimmt. Gemäß der Ausführungsform 1 besitzt r?'_>r Vergasungsbereich 33 eine höhere Temperaturverteilung als der Verbrennungsbereich 35. Wie aus Fig. 10 hervorgeht, ir!: οίη Heizwiderstand 37a in Form eines Wolframdrahts so aufgetaut, daß der Vergasungsbereich 33 eine höhere Tempcraturvcr to i "■ \\ηη rls der Verbrennungsbereich 35 besitzt. Insbesondere ir.t der Ileizwiderstand 37a in einer Wellenformation angeordnet und besitzt eine kleinere Teilung im Vergasungsbereich 3 3 ·?Λα der Heizwiderstand im Verbrennungsbereich 35. ?'it diesem Aufbau wird mehr Wärme durch die Heizeinrichtung 32 im Vergasungsbereich 33 erzeugt. Dies kann verhindern, daß der Heizv/iderstand 37a irgendeinen teilweisen Spannungsabfall im Verdampfungsbereich 33 aufgrund einer Temperaturverringerung infolge zugeführtem Brennstoff unterliegt und verhindert ferner, daß die Heizeinrichtung 32 im Verbrennungsbereich 3 5 übermäßig erhitzt wird. Wie aus Fig= 10 hervorgeht, übersteigt die Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 32 nicht die zulässige Maximaltemperatur T für das Keramikmaterial vor der Brennstoffzuführung, während der Vergasungsbereich 33 stärker erhitzt wird als der Verbrennungsbereich 35, v,'i.r> Γ arch die strichpunktierte Linie D dargestellt ist. Da der brennstoff progressiv zugeführt wird, wird die Temperatur d··:-. Veri.ircnnungsbercichs 35 erhöht, während jeder Temperaturabfall im Vergasungsbereich 33 reduziert wird. Die Temperatur des Verbrcnnungsbereichs 3 5 ist unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur T für das Keramikmaterial und oberhalb dor Entzündungstemperatur T„ für den vergasten Brennstoff gehalten. Die Temperatur des Vergasungsbereichs 33 wird höher gehalten als die unterste Temperatur T_, welche ausreicht zur Vergasung des Brennstoffs (wie durch die festausgezogene Linie E dargestellt ist).

₂₄ 33351U

Die im Einlaßbrenner nach der Erfindung verwendete Heizeinrichtung 32 vermag frei eine Widerstandsverteilung zu errichten, d.h., eine Temperaturverteilung der Heizeinrichtung für eine geeignete Temperatursteuerung der Heizeinrichtung 32, da der Heizwiderstand 37 den Wolframdraht aufweist. Darauf basierend wird der Heizwiderstand 37a so angeordnet, daß eine höhere Temperaturverteilung über den Vergasungsbereich 33 erreicht wird als über den Vcrbrennungsboreich 35, um dadurch die tatsächlichen Tempera turver toi luncjon über den Vergasungsbereich 33 und den Verbrennungsbcreich 3 5 in Ausgleich zu halten. Die Heizeinrichtung 32 selbst ist deshalb strukturell zuverlässiger und arbeitet danit sehr zufriedenstellend.

Der Verbrennungsbereich 35 kann eine ausreichende Wärmemenge erzeugen, obgleich er dem Luftstrom ausgesetzt ist.

Im obigen Beispiel 1 ict der Heizwiderstand 37a wellenförmig ausgebildet und besitzt verschiedene Teilungsabstände für ausgewählte Temperaturverteilungen. Allerdings ist der Heizwiderstand 37a nicht auf diese Ausbildung beschränkt, sondern kann auch einen unterschiedlichen Drahtdurchmesser oder eine unterschiedliche Drahtaucbildung besitzen.

Beispiel 2:

Wie' bei der Ausführungsform 1 ist die Ausführungsform 2 dazu bestimmt, das oben unter (1) bezeichnete Problem zu beheben.

Wie aus Fig. 11 hervorgeht, besitzt die Heizeinrichtung 32 einen ersten Heizwiderr,tand 37b, der auf ein minimales Maß erhitzt wird, das ausreicht, die Gesamtfläche der Heizeinrichtung 32 höher zu erwärmen als die unterste Temperatur T- und zwar hoch genug, um dan Brennstoff zu vergasen. Ferner besitzt die Heizeinrichtung einen zweiten Heizwiderstand 37c, der zur Erhitzung der Oberfläche der Heizeinrichtung 32 an einem Grenzijereich zwischen dom Verbrennungs- und Vergasungsbereich 35, 33 unabhängig auf eine höhere Temperatur erhitzt wird als die

33351U

unterste Entzündungstopperatur T , um dadurch die Entzündung des vergasten Brennstoffs in Zusammenwirkung mit der Erhitzung des ersten Hoizwidorst..-rrl:; 3 7b zu fördern.

Bei dem zweiten Ausführungnbeispiel 2 enthält das Keramikmaterial den ersten und zweiten Heizwiderstand 37b, 37c und der erste Heizwiderstand 37b erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Heizeinrichtung 32 in Längsrichtung und entfernt vom zentralen Kern der Heizeinrichtung 32. Der zweite Heizwiderstcnd 37c err-treckt sich im zentralen Kern der Heizeinrichtung 3 2 über den Grenzbercich in überlagerung zum ersten Heizwiderstand 37b. Der erste und der zweite Heizwiderstand 37b, 37c sind am f.ufteinlaßrohr 4 an Masse gelegt und Spannungen von do η Stroirzuführungen 24, wie etwa Batterien, werden jeweils durch den Schutz 44 auf den ersten und zweiten Heizwiderstand 37b, 37c gegeben. Der erste Heizwiderstand 37b wird während der gesamten Zeitspanne zum Starten des Motors erhitzt, während der zweite Ileizwiderstand 37c lediglich dann erhitzt wird, wenn der vergaste Brennstoff entzündet werden soll.

Bei diesem Aufbau kann die zur Brennstoffentzündung erforderliche Wärmemenge durch den zweiten Heizwiderstand 37c erzeugt werden und zwar sogar dann, wenn die. Temperaturverteilung über die gesamte F].äche dor Kc i.ze.i nrichtung 32 auf die unterste Temperatur T_L für die Brennstoffvergasung abgeglichen ist, um eine übermäßige Erhitzung dos Verbrennungsbereichs 35 auszuschließen. Dies ermöglicht die ausreichende Entzündung des vergasten Brennstoffs sogar dann, wenn der Verbrennungsbereich 35 dem Luftstrom mit der niedrigen Temperatur ausgesetzt ist. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, wird die Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 32 höher gewählt als die untere Temperatur T_T (wie durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist), so daß die Heizeinrichtung den Brennstoff bei einer Temperatur des Verbrennungsbereichs 35 unter der Entzündungstemperatur Tp vergasen kann, indem eine relativ niedrige Spannung auf den ersten Heizwiderstand 37b vor der

₂₆ 33351U

Brennstoffzuführung aufgebracht wird. Danach wird die Temperatur des Verbrennungsbereichs 35 erhöht (wie durch die Zweipunkt-strichlierte Linie dargestellt ist), wenn der Brennstoff progressiv in den Vergasungsbereich 33 eingeführt wird_/ und eine relativ hohe Spannung wird auf den zweiten Heizwiderstand 37c gelegt. Dies hat zur Folge, daß die Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 32 zwischen dem Grenzbereich und dem Verbrennungsbereich 3 5 unterhalb der zulässigen Temperatur T für das I'oramikmatcrial und oberhalb der Entzündungstemperatur Tp für den vergasten Brennstoff gehalten wird. Ferner wird der Vergasungsbercich 33 auf einer höheren Temperatur als die unterste Temperatur T für die Vergasung des Brennstoffs gehalten, wie durch die festausgezogene Linie H verdeutlicht ist. Während der zweite Heizwiderstand 37c in der Heizeinrichtung 32 durch den vergasten Brennstoff auf der Oberfläche der Heizeinrichtung gekühlt wird, wie durch die strichlierte Linie I dargestellt ist, kann der zweite Heizwiderstand 37c viel Wärme erzeugen, um die Temperatur der Heizeinrichtung 32 derart zu erhöhen, daß ihr Entzündungsvermögen nicht beeinträchtigt wird.

Die Betriebsweise des Einlaßbrenners gemäß Ausführungsform wird im folgenden beschrieben. Wenn der schlüsselbetätigte Schalter angeschaltet wird, v/ird eine relativ geringe Spannung zuerst auf den ernten Heizwiderstand 37b von der Stromquelle 24, wie etwa eine Batterie, aufgegeben. Sobald die gesamte Heizeinrichtung 32 rapid durch den ersten Heizwiderstand 37b erhitzt ist , wie durch die strichpunktierte Linie F in Fig. 11 dargestellt ist, wird Brennstoff aus der Brennstoffpumpe durch die Brennstoffzuführdüse 34 in den Vergasungsbereich 33 um die Heizeinrichtung 3 2 zugeführt.

Dann wird eine relativ hoho Spannung unabhängig auf den zweiten Heizwiderstand 37c gegeben. Der erste Heizwiderstand 37b hält die gesamte Heizeinrichtung 3 2 auf einer höheren Temperatur als die unterste Temperatur T_r für die Vergasung des zugeführten Brannstoffs bevor'nachdem der Brennstoff züge-

führt wird, um dadurch den zugeführten und in den Halter 36 gefüllten Brennstoff über die gesamte Startzeit des Motors zu vergasen. Dar verdampfte Brennstoff wird vom Halter 36 in den Verbrennungsbere i.ch 3 5 um die Heizeinrichtung 32 geführt. Der Grenzbereich wird el'·· ca den ersten Heizwiderstand 37b sowie durch den zweiten Heί"widerstand 37c auf eine Temperatur zwischen der zulässigen ^motnperatur T für das Keramikmaterial

max

und die Entzündungstemperatur T erwärmt, wie durch die festausgezogene Linie II dargestellt ist, wodurch der aus dem Halter 36 in Kontakt mit iu^nm Teil der Einströmluft innerhalb des Verbrennungsbereichs 35 gebrachte vergaste Brennstoff zur Erhitzung der einströmenden Luft entzündet und verbrannt wird. Sobald Flammen im Verbrennungsbereich 35 erzeugt werden, wird der zweite Heizwiderstand 37c enterregt und der Brennstoff kann kontinuierlich verbrannt werden, indem der vergaste Brennstoff durch die erzeugten Flammen entzündet wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 2, welches oben beschrieben ist, Kann die Tempernturverteilung der Heizeinrichtung 32 freier und verläßlicher errichtet werden. Durch den separaten ersten Heizwiderstand 37b und den separaten Heizwiderstand 37c zur Erhitzung des Grenzbereichs zwischen dem Verbrennungsbereich 35 und dem Vergasungsbereich 33 um die Heizeinrichtung 32, um dadurch den vergasten Brennstoff zu entzünden, wird die aufgebrachte Spannung auf ein Minimum gehalten und die Heizeinrichtung 32 kann als gesamte mit einer vorbestimmten Verteilung alier Heizeinrichtung erhitzt werden ohne irgendeinen unerwünschten Energieverlust. Die Heizeinrichtung 32 kann somit ausreichend in ihrer Temperatur gesteuert werden, so daß sie zuverlässiger ist.

Ein Schalter kann zwischen dem zweiten Heizwiderstand und seiner Stromquelle geschaltet werden. Ferner kann ein Temperaturfühler zur Ermittlung der Temperatur des Grenzbereichs vorgesehen sein, um den Schalter derart zu steuern, daß die Spannung auf den zweiten Heizwiderstand gelegt wird, wenn die Temperatur des Grenzbereichs auf einen Wert unterhalb der Ent-

33351U

28
Zündungstemperatur T abgefallen ist.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, kann ein zweiter Heizwiderstand 37d in den Vergasungsbereich 3 3 hinein verlängert sein. Mit dieser Abänderung kann der Vergasungsbereich 33 sowie der Verbrennungsbereich 35 erhitzt werden, wie durch die festausgezogene Linie K in Fig. 12 dargestellt ist, und zwar durch den zweiten Heizwiderstand 37d, v/elcher entsprechend der strichlierten Linie J zum Zwecke einer wirksameren Brennstoffvergasung erhitzt wird, die zur Brennstoffverbrennung beiträgt. Wie beim ersten Heizwiderstand 3 7b kann die Spannung auf den zweiten Heizwiderstand 37c über das gesamte Zeitintervall des Brennerbetriebs aufgegeben werden. Während beim Aufbau nach Fig. 9 und den Ausführungsbeispielen in 1 und 2 die Heizwiderstände Wolframdrähte aufweisen, können die Heizwiderstände Drähte aus Molybdän besitzen.

Beispiel 3:

Das Ausführungsbeispiel 3 dient zur Lösung des oben unter (1) bezeichneten Problems ähnlich wie die Ausführungsbeispiele 1 und 2.

Gemäß den Fig. 13, 14 und 15 besitzt ein Heizglied 32b Nuten 47a, 47b, die sich in Längsrichtung des Heizglieds erstrecken und vom Vergasungsbereich 33 zum Verbrennungsbereich 35 progressiv tiefer werden, so daß die Heizeinrichtung 32b eine geringere Wärmekapazität im Verbrennungsbereich 3 5 als im Vergasungsbereich 33 und einen größeren Warmestrahlungs-Oberflächenbereich im Verbrennungsbereich 3 5 als im Vergasungsbereich 33 besitzt. Das Heizglied nach der Ausführungsform 3 ist so ausgebildet, daß das Außenprofil genutzt wird, um eine gewünschte Temperaturverteilung hervorzurufen.

Ein Verfahren zur Herstellung der Heizeinrichtung aus Keramikmaterial ist in Fig. 16 dargestellt. Formtrennwände 48, 48 sind mit Abstand voneinander angeordnet und ein Körper aus keramischem Pulver 4 9 wird zwischen diese Trennwände einge-

33351U

füllt. Der Körper aus Keramikpulver 4 9 wird zur Heizeinrichtung 32 in einem Warmpreßverfahren durch Formpressen 50 verformt, die zwischen cen Formtrennwänden 48 angeordnet sind und aufeinanderzubewegt werden.

Die auf diese Weise hergestellte Heizeinrichtung bzw. Heizglied 32 besitzt die Form einer Stange mit einem quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt. Allerdings kann die Heizeinrichtung 32 eine gewünschte Form besitzen, indem entsprechende Formen an den Seiten der Formpressen 50 oder der Formtrennwände 4 8 montiert werden, welche auf den Körper aus Keramikpulver 49 ausgerichtet sind.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel 3 besitzt die Heizeinrichtung 32b mit einem quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt vier Seiten 32c, 32d. Die auf die Brennstoffzuführdüse 34 weisende Seite 32c besitzt die Nut 47a, die sich von einer Stelle unmittelbar unterhalb der Brennstoffzuführdüse 34 zum Verbrennungsbereich 35 erstreckt. Die drei anderen Seiten 32d besitzen die Nuten 47b, die lediglich im Verbrennungsbereich 3 5 angeordnet sind, derart, daß die Wärmekapazität des Vergasungsbereichs 33 nicht reduziert wird. Die Nuten 47a, 47b sind im Querschnitt V-förmig, derart, daß die Heizeinrichtung 3 2b eine X-Form oder einen radial gekerbten Querschnitt iii Verbrcnnungsbcrcich 35 besitzt, um die Wärmekapazität im Verbrennungsbereich 3 5 kleiner als im Vergasungsbereich 33 zu machen. Die Heizeinrichtung 32b besitzt Rippen mit einem besseren Wärmeabstrahlvermögen im Verbrennungsbereich 35.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Verbrennungsbereich 35 viel Wärme abstrahlen und besitzt eine reduzierte Wärmekapazität. Sogar dann, wenn die Heizeinrichtung 32b durch den zugeführten Brennstoff im Vergasungsbereich 33 abgekühlt wird, strahlt der Verbrennungsbereich 35 in außerordentlich wirksamer Weise Wärme ab und wird nicht übermäßig erhitzt. Somit ist die Heizeinrichtung 32b in hohem Maße wärmefest und wird

3335H4

nicht aufgrund Hitze zerbrochen» Da der Verbrennungsbereich 35 mit einer besseren Wärmeabstrahlfähigkeit charakterisiert ist durch eine geringere Zunahme seiner Widerstandsfähigkeit, kann er einen partiellen Spannungsabfall in der Heizeinrichtung im Vergasungsbereich 33 verhindern, wenn er abgekühlt wird, und kann somit die Tendenz einer reduzierten Wärmemenge im Vergasungsbereich 3 3 unterdrücken. Insbesondere würde gemäß Fig. 17 der Gradient der Oberflächentemperatur T der Heizeinrichtung 32b vom Verbrennungsbereich 35 zum Vergasungsbereich 33 erhöht werden, wie durch die Zweipunkt-strichlierte Linie L zur Zeit der Brennstoffzuführung gezeigt ist. Allerdings wird durch Wahl des geeigneten Außenprofils der Heizeinrichtung 32b dem Verbrennungsbereich 35, der einer Luft mit relativ niedriger Temperatur ausgesetzt ist, ein Wärmeabstrahlvermögen gegeben und wird der Vergasungsbereich 33 mit einer geeigneten Wärmekapazität und Wärmerückhaltvermögen versehen, wodurch der Temperaturgradient reduziert wird, wie durch die festausgezogene Linie M dargestellt ist. Der Verbrennungsbereich 35 wird auf einen Brennstoff-Entzündungstemperaturbereich (T - T ) und der Vergasungsbereich 33 auf einen Temperaturbereich (T_T - T_p) für die Brennstoffvergasung gehalten, so daß die Heizeinrichtung 32b insgesamt eine geeignete Temperaturverteilung ohne übermäßig erhitzte und gekühlte Abschnitte besitzt. Dies hat zur Folge, daß der Brennstoff inu Vergasungsbereich vergast gehalten und im Verbrennungsbereich 35 verbrannt wird, um ein verbessertes Startvermögen zu erzielen.

Bei dieser Ausführungsform wird der anfänglich durch die Nut 47a, die sich gegen die Bronnstoffzuführdüse 34 öffnet, zugeführte Brennstoff vor Einfüllung in den Halter 36 durch die Heizeinrichtung 3 2b aufgenommen und kann daran strömen, so daß der Brennstoff wirksam zwischen dem Vergasungsbereich 33 und dem Verbrennungsbereich 35 vergast wird. Deshalb kann die Brennstoffentzündung im Verbrennungsbereich 35 verbessert werden und die Einströmluft kann aufgrund einer stabilen Brennstoffverbrennung mit den gegenüber einem Ausblasen ge-

33351U

schützten Flammen erhitzt werden.

Beispiel 4:

Die Ausführungsform 4 dient dazu, das unter (2) genannte Problem zu vermeiden.

Wie aus den Fig. 18 und 19 hervorgeht, umfaßt ein Einlaßbrenner eine Heizeinrichtung 32 mit einem im wesentlichen quadratischen oder rechtockförmigen Querschnitt, der durch einen nicht dargestellten Heizwiderstand erhitzt wird, um den Brennstoff zu erhitzen, zu vergasen und zu verbrennen, wenn er in Längsrichtung die Außenfläche der Heizeinrichtung 32 hinabströmt. Ferner weist der Einlaßbrenner einen Halter 36 mit einem röhrenförmigen Aufbau auf, der die Heizeinrichtung 32 umgibt, um die Vergasung des zwischen die Heizeinrichtung 32 und den Halter 36 eingefüllten Brennstoff zu fördern. Mit diesem Aufbau kann der Einlaßbrenner die Brennstoffvergasung während einer anfänglichen Brennstoffzuführperiode zum Zwecke einer verbesserten Brennstoffentzündung fördern.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Heizeinrichtung 32 mit im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt, die durch das vorgenannte Verfahren hergestellt ist, in einer winklig versetzten Stellung im Halter 36 angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung vom Vergasungsbereich 33 zum Verbrennungsbereich 35. Die Heizeinrichtung 32 besitzt eine in der Nachbarschaft einer inneren Bodenwand 36a des Halters 36 angeordnete Kante 32e„ Insbesondere von der Brennstoffzuführdüse 34 zugeführter Brennstoff wird seitlich durch eine Kante 32f der Heizeinrichtung 32 unterteilt, welche auf die Brennstoff zuf ührdüse 3 4 zuweist, wie Fig. 19 zeigt, und strömt die beiden gegenüberliegenden Seiten 32d hinunter. Sogar dann, wenn der die Seiten 3 2d herunterströmende Brennstoff nicht verdampft bzw, vergast ist, Lröpfelt der Brennstoff auf die innere Bodenwand 36a des Halters 36, wo der Brennstoff einen Pool in Kontakt mit der Kante 32e der Heizeinrichtung 32 bildet.

Bei diesem Aufbau wird anfänglich von der Brennstoffzuführdüse 34 zugeführter Brennstoff in Kontakt mit der gesamten Außenfläche der Heizeinrichtung 32 einschließlich der vier Seiten 32d zum Zwecke einer wirksamen Brennstoffvergasung gebracht, Jeglicher Brennstoff, der die innere Bodenwand 36a des Halters 36 erreicht hat, kann erwärmt und in Gas verwandelt werden durch die im wesentlichen horizontale Kante 32e über die Distanz vom Vergasungsberoich 33 zum Verbrennungsbereich 35 und kann an einem Ausströmen in das Lufteinlaßsystem 2 gehindert werden. Infolgedessen kann der Einlaßbrenner den Brennstoff sofort und zuverlässig zünden.

Der Einlaßbrenner bedingt keine Zunahme der Kosten,, da die Heizeinrichtung 32 lediglich gegenüber dem Halter 36 gekippt ist.

Beispiel 5:

Wie bei der Ausführungsform 4 ist die Ausführungsform 5 so aufgebaut, daß die oben in Zusammenhang mit (2) erläuterte Schwierigkeit behoben wird.

Wie die Fig. 20 und 21 zeigen ,besteht der Einlaßbrenner gemäß Ausführungsform 5 aus einer Kombination einer Heizeinrichtung 32 und eines Halters 36b.

Der Halter 36, der die Heizeinrichtung 32 umgibt, besitzt die Form eines Rohres, bei welchem mindestens die innere Umfangsfläche 36c mit im wesentlichen gleichmäßigem Abstand zur äußeren Umfangsflache der Heizeinrichtung 32 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Form des Halters 36b komplementär zu der der Heizeinrichtung 32 und umgibt diesen.

Aufgrund von experimentellen Studien, die durch die Erfinder durchgeführt worden sind, ist es besonders bevorzugt, daß die äußere Umfangsflache der Heizeinrichtung 32 und die innere Umfangsflache 36c des Halters 36b mit einem Abstand S im

33 3335HA

Bereich von 0,2 bis 2,0 mm angeordnet sind und zwar mit Hinsicht auf die Zuführgeschwindigkeit und die Viskosität des zugeführten Brennstoffs, der Dicke eines auf der äußeren Um~ fangsflache der Heizejnrichtung 32 gebildeten Brennstoffilms, der Temperaturverteilung in Längsrichtung auf der Heizeinrichtung 32 und anderer Faktoren.

Durch Anordnung des komplementären Halters 36b um die Heizeinrichtung 32 mit im wesentlichen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt und dem zwischen den beiden Teilen im wesentlichen gleichen Abstand S, kann die Heizeinrichtung 32 der Ausführungsform 5 denselben Vorteil wie die Ausführungsform 4 aufweisen. Fig. 22 verdeutlicht einen Einlaßbrenner mit einer Heizeinrichtung· 32, die einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt.

Beispiele 6, 7 und 8:

Ähnlich den Ausführungsbeispielen 4 und 5 sind diese Ausführungsformen 6, 7 und 8 dazu bestimmt, den im Zusammenhang mit (2) beschriebenen Nachteil zu beheben.

Gemäß den Fig. 23 bis 25 und 23A bis 25A besitzt jeder Einlaßbrenner eine Heizeinrichtung 32, welcher Brennstoff von der Brennstoffzuführdüse 3 4 zugeführt wird, wobei die Heizeinrichtung 32 hinsichtlich des Außenprofils so aufgebaut ist, daß die Vergasung des in einer anfänglichen Periode zugeführten Brennstoffes zum Zwecke der verbesserten Brennstoffzündung gefördert wird.

Bei diesen Ausführungsbeispielen besitzen die Heizeinrichtungen Führungsnuten 48a, 48b, 48c, die sich vom Vergasungsbereich 33, in den die Brennstoffzuführdüse 34 mündet, zum Verbrennungsbereich 3 5 erstrecken, wobei die Führungsnuten 48a, 48b, 48c Teil der Fläche der Heizeinrichtung 32 bilden und den anfänglichen Brennstoff, der von der Brennstoffzuführdüse 34 zugeführt wird, aufnehmen, um diesen Brennstoff darin zu führen, während zur selben Zeit der Brennstoff fortschreitend

33351 A4

zum Zwecke der Entzündung im Verbrennungsbereich vergast werden kann.

Fig. 23 zeigt die Heizeinrichtung 3 2 gemäß Ausführungsform 6, wobei die Heizeinrichtung 32 einen vereinfachten Aufbau besitzt. Die Nut 48a besitzt einen bogenförmigen Querschnitt und erstreckt sich vom Vergasungsbereich 33, in dem die Brennstoff zuführdüse 34 mündet, zum Verbrennungsbereich 35. Die Führungsnut 48a wird zunehmend in Richtung des hinteren Endes in den Vergasungsbereich 33 flacher um den Zustrom des zugeführten Brennstoffs zum Verbrennungsbereich 35 zu ermöglichen.

Bei diesem Aufbau führt die Führungsnut 4 8a den auf die Heizeinrichtung 32 zugeführten Brennstoff und ermöglicht eine wirksame Vergasung des Brennstoffs zwischen dem Vergasungsbereich 33 und dem Verbrennungsbereich 35, so daß der Brennstoff leicht im Verbrennungsbereich 3 5 entzündet werden kann,

Fig. 24 zeigt Ausführungsform 7, bei welcher die Führungsnut 48b sich vom Vergasungsbereich 33 zum Verbrennungsbereich 35 erstreckt und einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Die Heizeinrichtung gemäß Fig. 24 besitzt denselben Vorteil wie die Heizeinrichtung gemäß Fig» 23.

Fig. 25 zeigt^vdie Ausführungsform 8, bei welcher die Heizeinrichtung 3 2 in einer X-Form oder mit radial gekerbtem Querschnitt aufgebaut ist, um dadurch die Führungsnuten 48c zu bilden. Die in Fig. 25 dargestellte Heizeinrichtung besitzt denselben Vorteil wie die Heizeinrichtungen gemäß den Fig. 23 und 24.

Bei der Ausführungsform 8 ist die Querschnittsfläche der Heizeinrichtung 32 größer im Vergasungsbereich 33 als im Verbrennungsbereich 35, um eine größere Wärmekapazität im Vergasungsbereich 33 als im Verbrennungsbereich 35 zu ergeben. Die Heizeinrichtung 32 besitzt eine Anzahl von Rippen mit einer besseren Wärmeabst-ahlung von seinem Ende im Verbrennungsbereich

33351U

35. Diese Heizeinrichtung besitzt denselben Vorteil wie die gemäß Ausführungsform 3.

Beispiel 9:

Die Ausführungsform 9 dient zur Lösung des unter (3) beschriebenen Problems.

Gemäß den Fig. 26 und 27 ist ein Einlaßbrenner aufgebaut aus einem Stützglied 38 zur Befestigung einer Heizeinrichtung 32 am Außenrohr 29 und einem Halter 36 zur Förderung der Vergasung des strömenden Brennstoffs. Das Stützglied 38 und der Halter 36 sind durch Verarbeitung dünner zylindrischer Rohre in Kaltverarbeitung, wie etwa Pressen, gebildet. Insbesondere betrifft das Stützglied 3 8 gemäß den Fig. 26 und 28 eine innere und äußere Umfangsform, die einander ähneln, wobei deren kreisrunder Querschnitt allmählich in einen quadratischen Querschnitt übergeht. Das Stützglied 38 besitzt ein durch Kaltverarbeitung in eine quadratische Querschnittsform gebrachtes Ende 38b, welches eine innere Umfangsflache 38d besitzt, die einen Endabschnitt der Heizeinrichtung 32 umschließt, um eine übermäßige Abkühlung des Vergasungsbereichs 33 durch den Brennstoff zu verhindern, der von der Brennstoff zuführdüse 3 4 zugeführt wird. Das andere Ende 38d mit kreisrundem Querschnitt, welches nicht gepreßt worden ist, wird in eine innere Umfangsflache 29b des Außenrohrs 29 eingepaßt werden. Das Ende 3 8d besitzt einen radial nach außen laufenden Flansch 38f, der durch den Bolzen 39 in Eingriff mit dem Außenrohr 29 gedrückt wird, um dadurch die Heizeinrichtung 32 in ihrer Lage zu halten.

Gemäß den Fig. 27 und 28 ist der Halter 36 in im wesentlichen derselben Weise gebildet, wie das Stützglied 38. Der Halter 36 besitzt ein Ende 36c, welches durch Kaltverarbeitung zu einer quadratischen Querschnittsform verformt ist und welches eine innere Umfangsflache 36d aufweist, die geformt ist, um eine äußere Umfangsflache 32g der Heizeinrichtung 32 bei einem gleichmäßigen Abstand zwischen den Teilen von dem Ver-

33351U

J b

gasungsbereich 3 3 zum Verbrennungsbereich 3 5 abzudecken. Das andere Ende 36e des Teils mit kreisrundem Querschnitt, welches nicht durch einen Preßvorgang behandelt worden ist, besitzt eine äußere Umfangsflache 36f, die in die innere Umfangsflache 29b des Außenrohrs 29 eingepaßt wird. Fig„ 28 zeigt die Bauteile in zusammengesetztem Zustand- Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich das kreisrunde Ende 36e des Halters 36 ausreichend weit zum Stützglied 38 und ist sandwichartig zwischen einer äußeren zylindrischen Fläche 38e des Stützglieds 38 und der inneren Umfangsflache 29b des Außenrohrs 29 angeordnet. Das kreisrunde Ende 36e des Halters 36 besitzt einen Brennstoffeinlaß 50, durch den das quadratische Ende 38b des Stützglieds 3 8 mit der darin im Vergasungsbereich 33 eingepaßten Heizeinrichtung 32 auf die Brennstoffzuführdüse 34 weist-

Der Halter 36 und das Stützglied 38 sind somit hergestellt durch Verarbeitung dünner zylindrischer Rohre im Rahmen einer Kaltverformung, wie etwa Pressen, und lediglich diejenigen Abschnitte mit einem quadratischen Querschnitt sind gepreßt oder sonstwie geformt. Diese Bauteile können leichter als konventionelle Bauteile mit hoher Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden. Somit kann durch Einsatz dieser Baukomponenten eine Massenherstellung für die Einlaßbrenner durchgeführt werden, -

Die Heizeinrichtung 3 2 und das Außenrohr 29 erfordern überhaupt keinen Wechsel der Form und können somit ohne Änderung der Herstellverfahrcn verwendet werden.

Fig. 29 zeigt einen in einem Einlaßbrenner montierten Halter, wobei der Halter dadurch hergestellt worden ist, indem der Halter 36 gemäß Fig. 27 längs der Zweipunkt-strichlierten Linie abgeschnitten worden ist. Dieser Halteraufbau reduziert die Kosten des Materials und den Verfahrensaufwand zur Bildung des Brennstoffeinlasses. Somit kann der Halter mit einer höheren Produktionsgeschwindigkeit fabriziert werden.

33351U

Während im vorhergehenden Ausführungsbeispiel das Stützglied 38 in abdeckender Wci.se an der Heizeinrichtung befestigt ist, um zu verhindern, daß dio Heizeinrichtung durch in den Vergasungsbereich 33 zugeführten Brennstoff übermäßig abgekühlt wird, kann das Stützglied 38 die Heizeinrichtung im Vergasungsbereich 33 gemäß Fig. 30 nicht abdecken _e wo die Wärmekapazität und die Tcmperaturverteilung der Heizeinrichtung im Vergasungsbereich 33 hoch sind.

Der Aufbau der Ausführungsform 9 ist auf eine Heizeinrichtung mit einem rechteckförmigen Querschnitt anwendbar.

Obgleich in der obigen Beschreibung der Aufbau nach Maßgabe der Erfindung dargestellt worden ist, können diese Ausführungsformen selektiv in den Basisaufbau gemäß Fig- 9 eingebaut werden, um einen insgesamt optimalen Einlaßbrenner für den besonderen Anwendungyfall zu erzeugen.

Zusammengefaßt besitzt die Erfindung die folgenden Vorteile, nämlich

(1) die Heizeinrichtung ist aus einem Keramikmaterial geformt, welches in hohem Maße beständig gegenüber Wärme, Oxydation und Korrosion ist, wobei der darin eingebettete Heizwiderstand einen hohen Temperaturkoeffizienten des Widerstands besitzt. Kino relativ hohe Spannung kann auf die Heizeinrichtung aufgebracht werden, um letztere auf eine hohe Temperatur aufzuheizen. Die Heizeinrichtung selbst ist außerordentlich dauerhaft und zuverlässig in der Betriebsweise und imstande,den Brennstoff sofort zu entzünden und in zuverlässiger Weise die durch das Lufteinlaßsystem einströmende Luft gleichmäßig aufzuheizen, um dadurch die Startfahigkeit des Motors zu verbessern.

(2) da die Heizeinrichtung aus einem keramischen Teil besteht mit einem darin eingebetteten Heizwiderstand, kann die Heizeinrichtung frei eine gewünschte Temperaturver-

33351U

3 ο

teilung und Wärmekapazität einnehmen. Somit kann die Heizeinrichtung genauer hinsichtlich der Temperatur gesteuert werden.

(3) deshalb kann die Heizeinrichtung eine höhere Temperaturverteilung im Vergasungsbereich als im Verbrennungsbereich haben, um zu verhindern, daß letzterer auf eine Temperatur höher als die zulässige maximale Temperatur für das Keramikmaterial erwärmt wird_f und um den Verbrennungsbereich und den Vergasungsbereich auf gewünschte Temperaturen zu erhitzen. Somit kann die Heizeinrichtung auf eine geeignete Temperaturverteilung erhitzt werden und besitzt eine erhöhte Zuverlässigkeit hinsichtlich der Struktur.

(4) der erste und zv/eite Heizwiderstand können zur Erzeugung gewünschter Wärmemengen in der Heizeinrichtung eingebettet sein. Die Heizeinrichtung kann somit bei Minimierung des Strombedarfs aus einer Stromquelle, wie etwa Batterie _f erhitzt werden. Mit dem ersten und zweiten Heizwiderstand erhöht sich auch die Zuverlässigkeit in der Konstruktion der Heizeinrichtung.

(5) die Heizeinrichtung kann ein Außenprofil aufweisen, so daß die Wärmeabstrahlfläche im Verbrennungsbereich größer als im Vergasungsbereich sein kann. Dies verleiht der Heizeinrichtung ein Wärmeabstrahlvermögen im Verbrennungsbereich und ein Wärmerückhaitvermögen im Vergasungsbereich, Dadurch kann eine übermäßige Erhitzung der Heizeinrichtung an einem lokalisierten Abschnitt verhindert werden und ist es möglich, die Heizeinrichtung insgesamt auf eine geeignete Temperaturverteilung zu bringen.

Infolgedessen resultiert daraus eine in hohem Maße zuverlässige Betriebsweise der Heizeinrichtung und der Einlaßbrenner kann in leichter Weise den Brennstoff zünden und verbrennen und ist auch dauerhafter in seiner Verwendung _t.

39 3335HA

(6) die Heizeinrichtung, die entweder einen quadratischen oder einen rechteckförmigcn Querschnitt aufgrund von Herstelleinschränkungen aufweist, kann gegenüber dem rohrzylinderförmigen Halter in eine Lage gekippt sein_r in welcher sich eine Kante der Heizeinrichtung in der Nachbarschaft einer inneren Dodenwand des Halters befindet. Jeglicher anfänglich zugeführtcr Brennstoff,, welcher nicht in den Halter eingefüllt ist, kann die äußere Urafangsflache der Heizeinrichtung herabströmen und der sich auf der inneren Bodenwand des Halters bildende Pool kann erhitzt und wirksam vergast werden.' Somit kann der Einlaßbrenner sofort und zuverlässig den Brennstoff entzünden.

(7) die Brennstoffentzündung wird dadurch verbessert, daß der Halter so angeordnet wird, daß er die Heizeinrichtung umgibt, wobei die innere Umfangsflache des Halters einen im wesentlichen gleichen Abstand zur äußeren Umfangsflache der Heizeinrichtung besitzt.

(S) die Brennstoffentzündung wird auch dadurch verbessert, daß eine Führungsnut in der Heizeinrichtung vorgesehen wird, um den zugeführten Brennstoff aufzunehmen und zu führen zum Zwecke einer wirksamen Vergasung, wenn der Brennstoff vom Vergasungsbereich zum Verbrennungsbereich hinabströmt.

(9) der Halter und das Stützglied können aus zylindrischen Rohren mit zu einem quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt verpreßten Abschnitten hergestellt sein» Diese Bauteile können somit in einfacher Weise bei hoher Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden. Einlaßbrenner können somit in Massenfertigung hergestellt werden.

(10)andere Bauteile des Einlaßbrenners, wie beispielsweise die Heizeinrichtung und das Außenrohr, bedürfen keiner irgendwie gearteter Abänderung.

(11)der Einlaßbrenner der Erfindung ist einfach aufgebaut und kann in einfacher Weise zur Verwendung gebracht werden.

Leerseite

Claims (25)

1. Patentansprüche

   Einlaßbrenner für Verbrennungsmotoren mit einem Luftelnlaßsystem, welches ein Lufteinlaßrohr aufweist, g e k e η η zeichnet durch

   a) ein an das Einlaßrohr (4) befestigbares Außenrohr (29),

   b) eine im AuBenrohr (29) angeordnete und aus keramischem Material hergestellte Heizeinrichtung (32) mit einem darin aufgenommenen Heizwiderstand (37) zur Bildung eines Vergasungsbereichs (33) zum Vergasen von zugeführtem Brennstoff längs einer Fläche der Heizeinrichtung und zur Bildung eines Verbrennungsbereichs zum Verbrennen von vergastem Brennstoff, welcher vom Vergasungsbereich zugeführt ist,

   c) einen die Heizeinrichtung mit Abstand umgebenden Halter (36), der um die Heizeinrichtung den Vergasungs- und Verbrennungsbereich (33, 35) begrenzt,

   d) eine Brennstoffzuführeinrichtung für die Zufuhr von Brennstoff in den Vergasungsbereich (33) um die Heizeinrichtung (32) sowie

   3335U4

   e) durch ein die Heizeinrichtung (32) am Außenrohr (29) befestigendes Stützglied (38).
2. 2. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) über einen Längsabschnitt einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist, daß der Halter (36) einen sich in Längsrichtung hiervon erstreckenden zylindrischen röhrenförmigen Aufbau besitzt, wobei eine Kante (32e) der Heizeinrichtung (32) nahe und mit Abstand von einer inneren Bodenwand (36a) des Halters (36) angeordnet ist.
3. 3. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) über einen Längsabschnitt einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist, daß der Halter (36) die Heizeinrichtung (32) mit einem im wesentlichen gleichen Abstand zwischen einer inneren Umfangsfläche des Halters und einer äußeren Umfangsfläche der Heizeinrichtung (32) umgibt.
4. 4. Einlaßbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (29) eine zylindrische innere Umfangsfläche aufweist, daß der Halter (36) ein zylinderförmiges Rohr besitzt, dessen eines Ende, welches einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt besitzt, die äußere Umfangsfläche der Heizeinrichtung (32) umgibt, wobei das gegenüberliegende Ende, das einen kreisrunden Querschnitt aufweist, in die zylindrische innere Umfangsfläche des Außenrohrs (29) eingepaßt ist.
5. 5. Einlaßbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (29) eine zylindrische innere Umfangsfläche aufweist, daß das Stützglied (38) ein zylinderförmiges Rohr besitzt, dessen eines Ende, welches einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt besitzt, über der Heizeinrichtung (32) im Vergasungsbereich (33) angeordnet ist, wobei das gegenüberliegende Ende, das einen kreisrunden Querschnitt

   33351U

   aufweist, in der zylinderförmigen inneren Umfangsfläche des Außenrohrs (29) angeordnet ist, wodurch die Heizeinrichtung (32) mit dem Außenrohr (29) befestigt ist.
6. 6. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) eine höhere Wärmekapazität im
   Vergasungsbereich (33) als im Verbrennungsbereich (35) aufweist.
7. 7. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung ein höheres Wärmeabstrahlvermögen im Verbrennungsbereich (35) als im Vergasungsbereich (33) aufweist.
8. 8. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) eine höhere Temperaturverteilung im Vergasungsbereich (33) als im Verbrennungsbereich (35)
   aufweist.
9. 9. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) ein größeres Gewicht im Vergasungsbereich (33) als im Verbrennungsbereich (35) aufweist.
10. 10. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) eine breitere Oberfläche im Verbrennungsbereich als im Vergasungsbereich (33) besitzt.
11. 11. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) Wärmeabstrahlrippen im Verbrennungsbereich (35) besitzt,
12. 12. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (32) eine Führungsnut aufweist, um
    Brennstoff vom Vergasungsbereich (33) zum Verbrennungsbereich (35) zu führen.

    3335HA
13. 13« Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (37) aus Wolfram hergestellt ist.
14. 14. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (37) einen wellenförmigen Aufbau besitzt, wobei die Wellenteilung im Vergasungsbereich (33) kleiner als im Verbrennungsbereich (35) ist.
15. 15. Einlaßbreriner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (37) einen höheren Widerstand im Vergasungsbereich (33) als im Verbrennungsbereich (35) besitzt.
16. 16. Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (37) einen kleineren Drahtdurchmesser im Vergasungsbereich (33) als im Verbrennungsbereich (35) besitzt, wobei der Heizwiderstand (37) in der Heizeinrichtung eingebettet ist.
17. 17. Einlaßbrenner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand sich im Bereich von 0,2 bis 2,0 mm bewegt,
18. 18. Einlaßbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (48) einen kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist. ^
19. 19. Einlaßbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (48) einen X-förmigen Querschnitt aufweist,
20. 20. Einlaßbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (48) einen V-förmigen Querschnitt im Verbrennungsbereich (35) besitzt.
21. 21. Einlaßbrenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (48) vom Vergasungsbereich (33) in Richtung auf den Verbrennungsbereich (35) zunehmend tiefer wird.

    33351U
22. 22. Einlaßbrenner nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnut (48) gebildet ist durch die Rippen auf der Heizeinrichtung (32).
23. 23» Einlaßbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (37) einen ersten Heizwiderstand (37a) zur Beheizung der gesamten Heizeinrichtung (32) und einen zweiten Heizwiderstand (37b) zur Beheizung eines Grenzbereichs zwischen dem Verbrennungs- und Vergasungsbereich (35, 33) besitzt, um die Entzündung des vergasten Brennstoffs zu fördern _e wobei der erste und der zweite Heizwiderstand in der Heizeinrichtung (32) eingebettet sind.
24. 24. Einlaßbrenner nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Heizwiderstand sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Heizeinrichtung (32) entfernt von einem zentralen Kern der Heizeinrichtung erstreckt, und daß sich der zweite Heizwiderstand über den Grenzbereich längs des zentralen Kerns in überlagerung zum ersten Heizwiderstand erstreckt.
25. 25. Einlaßbrenner nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Heizwiderstand sich in den Vergasungsbereich

    (33) erstreckt.