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Vergaser für flüssige Brennstoffe mit einer Mischkammer von ständig
wachsendem Querschnitt. Die Erfindung betrifft einen Vergaser für flüssige Brennstoffe
mit einer Mischkammer von ständig wachsender Oberfläche.
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Das M' esen der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Mischkammer
in eine Mehrzahl von durchgehende, parallel geschalteten Kanälen unterteilt ist,
welche nach dem Av.sgangsende der Mischkammer im Querschnitt zunehmen und somit
eine ständig wachsende Oberfläche besitzen. Hierdurch wird eine richtige Ausdehnung
des Verbrennungsgemisches gewährleistet. Die Brennstoffteilchen können sich an den
Wandungen der verhältnismäßig engen Kanäle ablagern, um der durch diese Kanäle streichenden
Luft behufs ihrer Ausdehnung und Streckung ausgesetzt zu sein. Das. Endergebnis
ist dann eine vollständige Vergasung auch der schwereren Brennstoffteilchen, so
daß ein gleichmäßiges homogenes Gemisch von vergastem Brennstoff und Luft ohne flüssige
Brennstoffteilchen und infolgedessen auch ein trockenes -Gemisch von einer gewissen
Beständigkeit, welches nicht so leicht kondensiert, erzeugt wird.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besieht darin, daß die Kanäle
in der Mischkammer so angeordnet sind, daß nicht allein ihr räumliches Fassungsvermögen
nach dem Auslaßende zunimmt, sondern daß sie auch nüch dem Auslaß allmählich enger
aneinandergestellt sind, so daß die einzelnen Gemischströme immer dünner werden
und mit den an ihren Wandungen niedergeschlagenen Brennstoffteilchen in eine innigere
Berührung kommen, bis diese vollständig verdampft und ganz von der Luft aufgenommen
und mit ihr vereinigt sind.
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Der Vergaser nach der vorliegenden Erfindung kann mit verschiedenen
Arten von Brennstoff arbeiten, ist aber besonders für die schwerer siedenden Brennstoffe
bestimmt.
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Nach der vorliegenden Erfindung besteht die Mischkammer aus einer
Mehrzahl ineinardergesteckter Glieder in der Form umgekehrter Kegel oder Pyramiden.
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In der Zeichnung ist Abb. i ein senkrechter Längsschnitt durch eine
Mischkammer nach der Erfindung in Verbindung mit einem am Eingang sitzenden Vergaser
irgendeiner bekannten Form; Abb.2 ist ein wagerechter Schnitt nahe dem Ausgang nach
der Linie 2-2 der Abb. i von oben gesehen; Abb. 3 ist ein weiterer wagerechter Querschnitt
nahe dem Einlaß nach der Linie 3-3 der Abb. i, ebenfalls von oben gesehen; Abb.
4 ist: ein schematischer senkrechter Teilschnitt mit einer geeigneten beispielsiveisen
Ausführungsform der Kanalwände; Abb. 5 ist ein entsprechender Schnitt einer abgeänderten
Ausfü rungsform.
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Die Mischkammer besteht aus einem äußeren
Gehäuse
26 in Form eines umgekehrten Kegelstumpfes; der am Eintrittsende verhältnismäßig
eng ist und im Durchmesser und Umfang nach dem weiten Auslaßende wächst. Das Einlaßende
des Gehäuses 26 ist mit dem Austrittsende eines Spritzvergasers an dessen Luftdüse
8 befestigt. Das Auslaßende des Gehäuses 26 ist durch einen Deckel 27 verschlossen,
der mit einer Austrittsöffnung 28 versehen ist, die bei der Anwendung des Vergasers
für eine Verbrennungskraftmaschine mit der Saugleitung zu den Arbeitszylindern verbunden
ist und hinter welcher sich dann die Drosselklappe befindet. Innerhalb des Gehäuses
26 ist nun eine Mehrzahl von abgestumpften Hohlkegeln 29 eingeschaltet, welche ineinandergesteckt
sind, so daß eine Mehrzahl durchgehender Ringkanäle 30 gebildet wird. Der
Neigungswinkel dieser Hohlkegcl ändert sich gegenseitig etwas, so daß der Abstand
der Wandungen an dem engen Einlaßende größer ist als ihr gegenseitiger Abstand a
n dem weiten Auslaßende. Auf diese Weise entstehen Ringkanäle 3o, deren Abstand
nach dem Auslaßende zu allmählich enger wird. Da indessen die Kegel im Durchmesser
nach dem Atislaßende beträchtlich zunehmen, so wächst der Ringquerschnitt der Kanäle
30 allmählich nach dem Ausl-aßende trotz der Verringerung ihres gegenseitigen
Abstandes.
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Zusätzlich zu den Hauptkegeln 29 ist im oberen Teile der Mischkammer
vorteilhaft eine Gruppe halblanger Zwischenkegel 31 eingeschaltet, welche ungefähr
auf die halbe Länge der Hauptkegel 29 herabreichen, so daß der gegenseitige Abstand
der einzelnen Ringkanäle 3o und Sod noch weiter verringert und der durchgehende
Gemischstrom noch mehr unterteilt wird. Hierdurch wird die absorbierende Wandoberfläche
erheblich vergrößert, um die flüssigen gröberen Brennstoffteilchen festzuhalten
und der Einwirkung des durchziehenden Luftstromes zur endgültigen Absorbierung und
Vereinigung mit der Luft aufzunehmen. Die Gruppe der Kegel 29 und der halblangen
Kegel 31 wird durch einen Innenkegel32 vervollständigt, welcher nach unten
geschlossen ist und dessen nach abwärts gerichtete Spitze 33 in der Mittelachse
derSpri#zdüse i i des Vergasers liegt. Der Innenkegel 32, 33 bildet auf diese Weise
eitle Stütze für; die Windungsfeder 25, welche gegen den Spritzkopf 2o und das Nadelventil
24 _des Vergasers drückt. Das obere Ende des inneren Kegels 32 ist mit einem auswärtsgerichteten
Rand- oder Ringflasche 34 versehen, welcher die Auslaßenden der inneren Kanäle 30a
überragt und ein leichtes Hindernis für den direkten Saugzug durch diese Kanäle
bildet, so daß das teilweiseVakuum innerhalb der Kammer mehr unmittelbar und -mit
größerem Einfuß auf die äußeren Kanäle Sod wirkt. Hierdurch wird eine gleichmäßigere
Verteilung des Gemischstromes über sämtliche Durchgangskanäle erzielt. Das obere
Ende des Mittelkegels 32 ist mit einer geeignet geformten Decke 35 versehen, so
daß ein allseitig geschlossener Hohlkegel 32, 33, 34, 35 entsteht. Die verschiedenen
Kegel sind in ihrer richtigen Abstandslage gesichert und befestigt durch Abstands-
und Befestigungsteile 36, welche beispielsweise aus Lötstücken bestehen, die mit
den Kegeln so verbunden sind, daß sie sie gleichzeitig verbinden und in dem richtigen
Abstand halten.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der Zerstäubungsvorgang beginnt in
der Luftdüse des Spritzvergasers, indem der Saugzug des Arbeitszylinders einen teilweisen
Unterdruck in dem ganzen Apparat erzeugt, so daß der Spritzkopf 2o von der Brennstoffdüse
i i abgehoben wird und, wie dargestellt, in den oberen Kegel der Luftdüse 8 eintritt.
Hierdurch -,wird eine rohe Mischung von Luft und fein zerstäubtem flüssigen Brennstoff
aus dem Ringkanal 8 in die Mischkammer eingesaugt. Das Gemisch wird sich beim Eintritt
in das untere Ende der Ausdehnungskammer in die verschiedenen Ringkanäle
30 und später in die Ringkanäle Sod zwischen den zahlreichen I-3 ohlkegeln
verteilen, und da der Gesamtquerschnitt *dieser Kanäle nach dem Auslaßende größer
wird, so verringert sich die Geschwindigkeit des Nfischstromes und dehnt sich hierbei
in den Kanälen nach dem Auslaßende aus. Die leichteren Brennstoffteilchen werden
sehr schnell vors der Luft .aufgenommen und mit dieser nach ollen getragen, während
die schwereren Teilchen in der Luft in der Schwebe bleiben, und zwar noch in flüssiger
Form, so daß, da ja der Gemischstrom seine Geschwindigkeit verringert und sich gleichzeitig
ausdehnt, diese schwereren Brennstoffteilchen unter ihrem Gewicht sich an den benachbarten
Kanalwänden absetzen und dort mechanisch an diesen Stellen festgehalten werden,
während der durchgehende Luftstrom über sie liinstreicht. Dieses Absetzen der schwereren
Teilchen äußert sich in einem Aufwärtskriechen derselben an den Wandungsflächen
vier Hohlkegel unter dein Einfuß der Reibung mit dein aufwärts ziehenden Luftstrom.
Da raun ,die Wandoberfläche ständig nach dein oberen breiteren Ende größer wird,
so findet eine Ausbreitung Lider Verdünnung der kleinen Brennstofftvzrpfchen
an diesen Wandungen statt, so daß diese gestreckt und ausgedehnt .werden, zumal
sowohl die teilweise Lufftver-'dünnung in diesen Kanälen als auch die ReibtKiig
reit dem überstreichenden Luftstrom zur Wirkung kommt. In diesem verdünnten und
Zustand werden diese Teilchen
leicht verdampft, in dem Luftstrom
aufgenom: men und mit diesem zu einem homogenen Gemisch vereinigt. Diese Wirkung
setzt sich durch die Kanäle 30 und 30"' fort, bis an der Austrittsstelle
ein trockenes und beständiges homogenes Gemisch von verdampftem Brennstoff und Luft
vorhanden ist, das eine außerordentlich wirksame explosive Mischung darstellt und
in dieser Form in die Maschinenzylinder gelangt.
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Da die Spaltbreite der Ringkanäle nach den Aüslaßenden zu immer geringer
wird, so wird auch der Gemischstrom allmählich immer dünner und hierdurch in eine
innigere Berührung mit den an den Kegelwandungen in dünnen Schichten oder Films
ausgebreiteten Brennstoffteilchen gebracht. Diese Films werden nach dem Ende der
Kanäle infolge der ständig wachsenden .Oberfläche immer dünner und dünner, so daß
die Vergasung des Brennstoffes immer rascher und intensiver vor sich geht und der
Brennstoff endlich vollständig von der Luft absorbiert ist: Da gleichzeitig mit
der steigenden Verdampfung eine Temperaturverminderung verbunden ist, so empfiehlt
es sich, die dem Vergaser zugeführte Luft durch die Auspuffgase der Maschine vorzuwärmen,
so daß die Abhitze dazu benutzt wird, den Temperaturverlust infolge der Verdampfung
auszugleichen, so daß normale Beciii:gunaen in der Mischkammer herrschen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. q. der Zeichnung sind die Hählkegel
der Mischkamrrier mit Gaze oder einem Netzwerk 37 bekleidet, wodurch eine rauhe
Oberfläche gebildet wird, an der sich die schweren Brennstoffteilchen besser absetzen
und für das Strecken, Ausdehnen und Verdampfen festgehalten weiden. In Abb. 5 ist
eine andere Ausführungsform dieser Flächen zu gleichem Zwecke gezeigt,, indem dieselben
gezahnt sind bzw. mit kleinen eng gestellten Zähnen 38 besetzt sind. Es kann indessen
die Rauhüng dieser Fläche in der verschiedensten Weise abgeändert erfplgen, je.
nachdem die Bedingungen .des Betriebes sind. Brennstoffe mit hohem Benzingehalt
brauchen verhältnismäßig glatte Flächen, wie in Abb. i, während andere Brennstoffe
rauhere Flächen nach Abb. q. bzw. 5 verlangen.
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Die Erfindung ist nicht auf eine besondere Form der Rauhung der Kegelflächen
beschränkt. Ebenso ist die Zahl, die Abmessung und die Form der Kegelflächen im
Rahmen der Erfindung der weitesten Abänderungsmöglichkeit zugänglich.