DE387917C - Verfahren und Vorrichtung zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit Brennfluessigkeiten - Google Patents

Description

Man hat bereits vorgeschlagen, Brennkraftmaschinen in der Weise mittels flüssiger Brennstoffe zu speisen, daß der Brennstoff zusammen mit einer gewissen Menge Luft in einem Vorraum entzündet und dann den so entwickelten Dämpfen auf dem Wege zum Motor weitere Luft zugemischt wird. Versuche haben gezeigt, daß derartige Vorrichtungen praktisch mit schwerflüchtigem Brennstoff nicht arbeiten können. Da der schwere Brennstoff in der Kälte nicht leicht mit Luft verdampft, findet nur eine sehr unvollkommene Verbrennung statt. Nur einige Ölteilchen verbrennen und die entwickelte Wärme ist ungenügend.

Erfindungsgemäß wird nun zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit flüssigen Brennstoffen derart verfahren, daß eine kleine Menge eines gasförmigen oder jlüssigen, vorzugsweise leicht flammbaren Hilfsbrennstoffes zusammen mit der nur zu dessen Verbrennung erforderlichen Luft in einer besonderen Verbrennungskammer entzündet und verbrannt und der Hauptbetriebsbrennstoff ohne die zugehörige Verbrennungsluft in diese Kammer eingeführt und durch die bei der Verbrennung des Hilfsbrennstoffes frei werdende Wärme verdampft wird, worauf die so gebildeten Brennstoffdämpfe außerhalb der Verbrennungskammer mit der notwendigen Verbrennungsluft vermischt und zuletzt unter der Saugwirkung des Motors in den Motor-

zylinder gefördert werden. Die Zuführung des Hilfsgemisch.es und des Hauptbetriebsstoffes erfolgt vorzugsweise über getrennte Düsen in die besondere Verbrennungskammer, während die Verbrennungsluft für den Hauptbetriebsstoff hinter dieser Kammer über ein selbsttätig sich einstellendes Ventil angesaugt wird.

Indem so das an sich bekannte Prinzip der Verwendung einer leichter entzündbaren Hilfsmischung bei Schwerölmotoren dazu benutzt wird, den schwer flüchtigen Betriebsbrennstoff zur Verdampfung zu bringen, ergibt sich vor allem der Vorteil, daß auch ein gewöhnlicher Explosionsmotor mit Schwerölen mit Sicherheit betrieben werden kann. Um den Motor in Gang zu setzen, genügt es, den Einlaß der Verbrennungsluft des Hauptbetriebsstoffes ganz oder in der Hauptsache abzuschließen, so daß praktisch die ganze Ansaugung über die Düse des leicht flammbaren Hilfsstoffes vor sich geht, der zum Teil verbrennt und zum Teil eine sehr reiche Mischung bildet, die nach dem Motorzylinder gelangt und dort sofort explodiert. Hierauf öffnet man den Einlaß der Verbrennungsluft für den Hauptbetriebsstoff mehr und mehr, die Verbrennungskammer erzeugt sofort Dämpfe von schwerem Brennstoff und der Motor arbeitet nach kurzer Zeit in normalem Betrieb. Die Luft- und die Brennstoffmenge kann dabei bequem derart geregelt werden, daß man die höchste Temperatur in der Verbrennungskammer und eine dauernde Verbrennung mit blauer Flamme und großer Hitze erzielt. Bei Verwendung zweier getrennter Düsen für Hilfs- und Hauptbrennstoff kann man den mit dem Hilfsbrennstoff eingeführten Sauerstoff derart vollkommen verbrennen, daß die gebildete Flamme nicht in j Berührung mit dem schweren Brennstoff kommt, sondern nur die heißen Gase, die keinen Sauerstoff mehr enthalten, damit zusammentreffen, was für das gute und zuverlässige Arbeiten der Maschine für wichtig gehalten wird. Ferner wird es möglich, auch einen festen Be- j triebsbrennstoff, z. B. Naphthalin, das bei etwa j 80⁰C schmilzt, zur Speisung des Motors zu benutzen, indem man das Naphthalin um die Verbrennungskammer führt, wodurch es verflüssigt und in flüssigem Zustand durch die i zweite Düse eingesaugt werden kann.

Die Zeichnung zeigt schematisch eine Vor- j richtung zur Ausführung des Verfahrens nach j der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel.

In die Verdampfungskammer 1 mündet die Spritzdüse 3, durch die der zur Erzeugung der Verdampfungswärme für den Betriebsbrennstoff dienende Hilfsbrennstoff von dem Behälter 4 zugeleitet wird. Statt eines flüssigen kann natürlich auch ein gasförmiger Hilfsbrennstoff verwendet werden. Vor der Spritzdüse 3 sind die beiden Elektroden 5, 6 angeordnet, zwischen denen der Zündfunke 7 entsteht. Für die Zuführung des schwer flüchtigen Betriebsbrennstoffes, z. B. Petroleum oder Schweröl, ist eine besondere Spritzdüse 8 vorgesehen, die mit dem Behälter 9 in Verbindung steht. Die Rohrleitung 10 führt die gebildeten Dämpfe von der Kammer 1 über die Ventilklappe 12, welche zur Einstellung der dem Motor zuzuleitenden Gemischmenge dient, nach dem Saugrohr 11 und dem Motor 15. Die reine Luft, welche mit den Dämpfen das explosible Motorgemisch bilden soll, wird durch eine selbsttätige Rückschlagklappe 13 zugeleitet, die durch eine Feder 14 gesteuert ist. Die an der heißen Rohrleitung 10 entlang streichende Luft wird erwärmt und das ganze explosible Gemisch aus Luft und Dämpfen vom Motor 15 angesaugt. Wenn der Motor in Gang ist, entsteht ein Unterdruck in der Kammer 1 beim Saughub des Motors. Der vom Behälter 4 kommende Hilfsbrennstoff wird in die Kammer 1 über die Spritzdüse 3 gleichzeitig mit einer bestimmten Luftmenge angesaugt, die zu seiner Verbrennung genügt und über das Rohr 2 zutritt. Dieses Gemisch wird durch den Funken 7 entflammt, und die so eingeleitete Verbrennung dauert so lange an, als ein Unterdruck in der Kammer 1 besteht. Unter der Einwirkung dieses Unterdruckes wird außerdem der Betriebsbrennstoff durch die Düse 8 in die Kam- '.. mer 1 eingesaugt und in die Flamme gespritzt. Der Betriebsbrennstoff verwandelt sich dabei in Dampf, ohne indes verbrennen zu können, da ihm der erforderliche Sauerstoff fehlt. Die Wände der Verbrennungskammer 1 werden stark erhitzt, so daß die Brennstoffteilchen, die nicht in Berührung mit der Flamme verdampfen, durch die Berührung mit den heißen Kammerwänden in Dampfform übergeführt werden. Die erzeugten Dämpfe werden vom Motor gleichzeitig mit den Verbrennungsgasen eingesaugt; sie mischen sich mit der erforderlichen Verbrennungsluft, die über die Klappe -13 angesaugt wird. Das angesaugte Gemisch wird im Motor in üblicher Weise verdichtet und zur Explosion gebracht.

Je weiter die Drosselklappe 12 geöffnet wird und je schneller der Motor läuft, um so größer ist der Unterdruck, der auf die Klappe 13 no wirkt und in der Kammer 1 herrscht. Die durch die Düsen 3 und 8 eintretenden Brennstoffmengen nehmen ebenso wie die über das Rohr 2 kommende Luftmenge dementsprechend zu. Die Wärmemenge, welche von der lotrohrartig brennenden Flamme frei wird, ist infolgedessen um so größer, je mehr Brennstoff zu verdampfen ist, so daß eine selbsttätige Regelung dieser Flamme entsprechend der Belastung und Geschwindigkeit des Motors stattfindet. Die Verbrennungsluft kann nötigenfalls durch Herumführen um die Wandung der

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Kammer ι oder das Rohr ii vorgewärmt werden.

Man kann den Brennstoff in die Kammer ι auch mittels einer Pumpe oder sonst einer geeigneten Vorrichtung einführen. Zur Erzeugung des Zündfunkens in der Kammer ι kann man den Zündmagneten des Motors benutzen. Es genügt, hierfür die beiden Zündelektroden der Verbrennungskammer von der Masse zu isolieren und diese Zündstrecke in Reihe zwischen die den Magnetstrom empfangende Bürste und den Hochspannungsverteiler des Magneten zu schalten. Es wird dann, sooft ein Funke an irgendeiner Zündkerze des Motors überspringt, auch ein Funke gleichzeitig an der Zündkerze der Verdampfungskammer 1 entstehen. Die Entzündung des Hilfsgemisches kann natürlich statt durch einen Funken auch in anderer geeigneter Weise erfolgen.

Die zur Verdampfung des schweren Betriebsbrennstoffes erforderliche Wärmemenge kann in der Verdampfungskammer auch durch Verbrennung eines leicht entzündlichen und eines kleinen Teiles des schwer entflammbaren Brennstoffes erzeugt werden. Zu diesem Behufe führt man eine Ideine Menge des leicht entzündlichen Hilfsbrennstoffes, z. B. Benzin, zusammen mit einer Luftmenge ein, die ein wenig größer als die zur Verbrennung dieses Brennstoffes notwendige Menge ist, so daß im Augenblick der Einführung des schweren Brennstoffes ein kleiner Teil davon mit dem Sauerstoffüberschuß verbrennt und die durch die Verbrennung dieser kleinen Mengen von Hilfs- und Betriebsbrennstoff erzeugte Wärmemenge zur Verdampfung des übrigen schweren Brennstoffes genügt.

Man kann die Zuführung von Hilfs- und Betriebsbrennstoff und der Verbrennungsluft derart regem, daß sich eine konstante Temperatur in der Verbrennungskammer für jede Motorbelastung ergibt. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, in die explosible Mischung eine bestimmte Menge Wasserdampf einzuleiten, indem in die Verbrennungskammer mittels einer zusätzlichen Düse eine geeignete Wassermenge eingespritzt wird, die gleichzeitig mit dem Betriebsbrennstoff verdampft und sich mit den Betriebsstoffdämpfen sowie mit der Verbrennungsluft vermischt. Diese Menge Wasserdampf verändert sich ebenfalls selbsttätig mit der Motorbelastung.

Claims (6)

1. Patent-Anspeüche:

   i. Verfahren zur Speisung von Brennkraftmaschinen mit schweren BrennfLüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine kleine Menge eines gasförmigen oder flüssigen, leicht flammbaren Hilfsbrennstoffes zusammen mit der nur zu dessen Verbrennung erforderlichen Luft in einer besonderen Kammer entzündet und verbrannt und der Hauptbetriebsbrennstoff ohne die zugehörige Verbrennungsluft in diese Kammer eingeführt und durch die bei der Verbrennung des Hilfsbrennstoffes frei werdende Wärme verdampft wird, worauf die so gebildeten Brennstoffdämpfe außerhalb der Verdampfungskammer mit der notwendigen Verbrennungsluft vermischt und zuletzt unter der Saugwirkung des Motors in den Motorzylinder gefördert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch <· gekennzeichnet, daß in die Verbrennungs-"kammer gleichzeitig mit der Verdampfung des Betriebsbrennstoffes Wasserdampf eingespritzt wird, der sich mit den Betriebsbrennstoffdämpfen vermischt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verdampfung des schweren Betriebsbrennstoffes erforderliche Wärmemenge in der Verbrennungskammer durch Verbrennung eines leicht entzündlichen und eines kleinen Teiles des schwer entflammbaren Brennstoffes erzeugt wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Saugleitung des Motors vorzuschaltende Verdampfungskammer zwei Düsen einmünden, von denen die eine zur Zuführung des in der Kammer zu entzündenden Hilfsbrennstoffes und der hierzu erforderlichen Luftmenge dient, während durch die zweite Düse nur der Betriebsbrennstoff eingeführt wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung der mit den Betriebsbrennstoffdämpfen zu mischenden Verbrennungsluft ein sich selbsttätig nach der Saugwirkung des Motors einstellendes Ventil vorgesehen ist, so daß das Gemisch entsprechend dem Gang des Motors bemessen wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Mündung des Hilfsbrennstoffes dienende elektrische Zündkerze in Reihe zwischen die Hochspannungsbürste und den Verteiler des Zündmagneten des Motors geschaltet ist, so daß bei jedesmaligem Überspringen eines Funkens in einem Motorzylinder die Zündkerze der Kammer zündet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.